En la dispersión Compton, un fotón puede entregar solo una parte de su energía a un electrón.
Pero cuando se trata de la interacción entre fotones y electrones en un átomo, es todo o nada.
¿Por qué la diferencia?
Además, dentro de la dispersión Compton, dada la longitud de onda inicial del fotón, obtenemos una relación entre el ángulo de dispersión y la longitud de onda del fotón disperso. Pero no podemos conocer el ángulo de dispersión sin conocer la longitud de onda del fotón disperso. Así que hay una variable libre. ¿Qué determina la longitud de onda del fotón dispersado? ¿Es algún tipo de proceso aleatorio?
Gracias de antemano.
Un electrón libre no tiene ningún potencial al que esté restringido, por lo que puede tener cualquier energía posible . es decir, sus estados de energía son continuos como una partícula libre en la mecánica clásica. Entonces, la dispersión de tal partícula es posible.
Por otro lado, cuando está en un átomo , el electrón está sujeto a un potencial de Coulomb y este potencial dicta los niveles de energía accesibles al electrón. Ya no es continuo. Esto significa que el electrón solo puede absorber o emitir energías en pasos. Por lo tanto, es un fenómeno de todo o nada. Cuáles son los estados de energía accesibles se dicta resolviendo la ecuación de Schrödinger. Por lo tanto, ningún fotón puede extraer el electrón, solo un protón específico puede hacerlo (para quienes la energía coincide con la diferencia de energía de los estados).
Para la segunda parte de su pregunta, en el efecto Compton, el cambio de longitud de onda está determinado por el ángulo de dispersión. Cuanto mayor es el ángulo, mayor es el cambio. Y puede tratar la longitud de onda inicial como el parámetro libre en este caso.
En la dispersión de Compton, la energía del fotón incidente es mucho mayor que la "energía de enlace" del electrón objetivo, por lo que el electrón objetivo puede considerarse como un electrón "libre" esencialmente estacionario y su estado final no está unido al núcleo que originalmente estaba vinculado. Por lo tanto, no hay un nivel de energía bien definido al que deba saltar.
En la parte de su pregunta "todo o nada", supongo que está escribiendo sobre la promoción de un electrón entre dos niveles de energía bien definidos que requiere un fotón de una energía bien definida.
En el experimento de Compton, el detector se coloca en un ángulo determinado y la intensidad de la radiación detectada se representa frente a la longitud de onda de la radiación detectada.
Se encuentran dos picos. Uno de ellos que ocurre en una longitud de onda muy cercana a la longitud de onda del fotón incidente como resultado de la colisión de los fotones incidentes con los electrones de la capa interna estrechamente unidos y el otro debido a la dispersión de Compton.
La longitud de onda del fotón disperso está determinada por las leyes de conservación de la energía y el momento.
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