a Compton-effektus vagy a Compton-szórás a foton kölcsönhatás egyik fő formája. Ez az anyag szétszórt sugárzásának fő oka. Ez a foton (röntgen vagy gamma) szabad elektronokkal (atomokhoz nem kötött) vagy lazán kötött vegyértékhéj (külső héj) elektronokkal való kölcsönhatása miatt következik be. A keletkező beeső foton szétszóródik (megváltoztatja az irányt), és energiát ad az elektronnak (visszarúgó elektron). A szétszórt fotonnak más hullámhossza lesz (megfigyelt jelenség), és így eltérő energiája (E=hc/!). Az energia és a lendület megmarad ebben a folyamatban. A Compton-effektus egy részleges abszorpciós folyamat, mivel az eredeti foton elvesztette az energiát, amelyet Compton-eltolódásnak (azaz hullámhossz/frekvencia eltolódásnak) neveznek. A hullámhossz változás a szórt foton lehet meghatározni 0.024 (1 – cos θ), ahol θ a szórt foton szög. Így a szétszórt foton energiája csökken a szétszórt foton szög növekedésével.
a Compton-hatás valószínűsége
- egyenesen arányos a
- külső héj elektronok számával, azaz. az elektron sűrűsége
- az anyag fizikai sűrűsége
- fordítottan arányos a
- fotonenergiával
- nem függ
- atomszám (ellentétben a fotoelektromos hatás, pár termelés)
más szavakkal, a Compton-effektus valószínűsége az abszorbeáló anyagban lévő grammonkénti elektronok számától függ, amely a legtöbb elem esetében megközelítőleg azonos (kb. 3 x 1023). Kivételt képez azonban a hidrogén elem, amelynek magjában nincs neutron, ezért elektronsűrűsége kétszerese az összes többi elemének (kb. 6 x 1023), így a Compton-effektus független az abszorber atomszámától (Z). A Compton-effektus jelentősége abban rejlik, hogy az emberi szövetek 30 keV-30 MeV energiatartományban történő besugárzásakor válik domináns folyamattá, amely a diagnosztikai és terápiás sugárzási tartomány.
történelem és etimológia
nevét Arthur Holly Compton (1892-1962) Amerikai fizikusról kapta, aki 1927-ben fizikai Nobel-díjat kapott a Compton-effektus 2 felfedezéséért.