Compton effect eller Compton scatter är en av principiella former av fotoninteraktion. Det är den främsta orsaken till spridd strålning i ett material. Det uppstår på grund av interaktionen mellan foton (röntgen eller gamma) med fria elektroner (obundna med atomer) eller löst bundna valensskal (yttre skal) elektroner. Den resulterande infallande fotonen sprids (ändrar riktning) och ger energi till elektronen (rekylelektron). Den spridda fotonen kommer att ha en annan våglängd (observerat fenomen) och därmed en annan energi (E=hc/XHamster). Energi och momentum bevaras i denna process. Compton-effekten är en partiell absorptionsprocess och eftersom den ursprungliga fotonen har förlorat energi, känd som Compton shift (dvs. en förskjutning av våglängd/frekvens). Våglängdsförändringen av den spridda fotonen kan bestämmas med 0,024(1-cos-exportorienterade), där det finns en spridd fotonvinkel. Således minskar energin hos den spridda fotonen med ökande spridd fotonvinkel.
Sannolikhet för Compton-effekt
- direkt proportionell mot
- antal yttre skalelektroner, dvs. elektrondensiteten
- materialets fysiska densitet
- omvänt proportionell mot
- fotonenergi
- beror inte på
- atomnummer (till skillnad från fotoelektrisk effekt och parproduktion)
med andra ord är sannolikheten för Compton-effekten beroende av antalet elektroner per gram i det absorberande materialet, vilket för de flesta element är ungefär detsamma (ca. 3 x 1023). Ett undantag är dock elementet väte, som inte har några neutroner i sin kärna och därför har en elektrontäthet som är dubbelt så stor som alla andra element (ca. 6 x 1023 ), Således är Compton-effekten oberoende av absorberarens atomnummer (Z). Betydelsen av Compton-effekten är att den blir den dominerande processen när mänskliga vävnader bestrålas i energiområdet 30 keV till 30 MeV vilket är det diagnostiska och terapeutiska strålningsområdet.
historia och etymologi
uppkallad efter Professor Arthur Holly Compton (1892-1962), amerikansk fysiker, som tilldelades Nobelpriset i fysik 1927 för sin upptäckt av Compton effect 2.