კომპტონის ეფექტი

კომპტონის ეფექტი — თავისუფალ ელექტრონებზე ელექტრომაგნიტური გამოსხივების დრეკადი გაბნევა, რასაც თან ახლავს ტალღის სიგრძის გადიდება; აღმოაჩინა ართურ კომპტონმა 1922 წელს. კვანტური თეორიის თანახმად, ელექტრომაგნიტური ტალღების გაბნევა დამუხტულ ნაწილაკებზე განიხილება როგორც ნაწილაკისა და ელექტრომაგნიტური ველის კვანტის — ფოტონის დაჯახების შედეგი.

კომპტონის ეფექტი თავს იჩენს, როდესაც გამა კვანტს გააჩნია დაახ.: 2MeV-მდე (მეგა ელექტრონული ვოლტი) ენერგია. აქაც, ისევე როგორც ფოტოეფექტის დროს, ადგილი აქვს დაჯახებების შედეგად ენერგიის გადაცემას, მაგრამ ფოტონი მხოლოდ მისი ენერგიის ნაწილს გადასცემს ელექტრონს, თვითონ კი დრეკადულად გაიბნევა (აირეკლება, ფრენის ტრაექტორიას შეიცვლის). ესეიგი ფოტონი არ გასცემს მთელ თავის ენერგიას და არ შთაინთქმება დაჯახებისას. აქედან გამომდინარე შეიძლება ითქვას, რომ კომპტონის ეფექტი გამოსხივების (ამ შემთხვევაში გამა გამოსხივებაზეა საუბარი) ინტენსიურობას არ ამცირებს — ამ დროს გამა კვანტი კარგავს მხოლოდ ნაწილს ენერგიისას, ეს კი მას „გრძელ ტალღოვან“ გამა კვანტად აქცევს და უცვლის ფრენის მიმართულებას.

აღსანიშნავია ისიც, რომ თუ გამა კვანტის ენერგია E_γ < 0.5MeV მაშინ შესაძლოა ადგილი ჰქონდეს გამა კვანტის „უკუგდებასაც“ (დაჯახების შედეგად).

გვერდზე მოყვანილი ნახატის განხილვა:

დაჯახებამდე γ-ს გააჩნია ენერგია E_γ = (hc)/λ, სადაც c = λν აქედან გამომდინარეობს → E_γ = (hc)/λ აქ ნათლად ჩანს, რომ გამა კვანტის ენერგია და ტალღის სიგრძე უკუპროპორციულ დამოკიდებულებაშია ერთმანეთთან, ეს კი ხსნის ზემოთ მოხსენებულ ფრაზას, რომ როდესაც გამა კვანტის ენერგია მცირდება იგი ხდება გრძელ ტალღოვანი.

E_γ = E_γ^' + E_{კინ e^-}