Es visto a partir de la masa de atenuación vs energía parcela de thar dispersión de compton sección transversal que pasa por un máximo. Es de baja a baja energía y alta a muy alta energía. Por qué? Quiero una no respuesta matemática.
Relacionado con:
Esto no es una respuesta completa, pero creo que me parcialmente entender por qué la sección transversal se cae aproximadamente como $1/E_\gamma$ a altas energías. Tenga en cuenta que el título de la pregunta se refiere a las probabilidades, pero la gráfica es de secciones transversales. Las probabilidades son afectados por la competencia de la producción de par.
De alta energía de comportamiento
En términos relativistas propiedades de transformación, esperamos que $\sigma=A/F$ a ser invariantes bajo longitudinal aumenta, donde $A$ es un escalar de Lorentz y $F=mE_\gamma$ es el Moller flujo factor . La única adimensional de Lorentz escalares podemos formulario se $x=p_\gamma\cdot p_e/p_e\cdot p_e=E_\gamma/m$ y las funciones de $x$. La alta energía límite del sistema integrado de Klein-Nishina fórmula es $\sigma\approx \pi r_0^2\ln x/x$ donde $r_0$ es la clásica de electrones de la radio, por lo $A\approx \pi/\ln x$.
Así que parece que los de alta energía, el comportamiento de la sección transversal es principalmente sólo cinemática, excepto para el más suave de la dependencia logarítmica en la energía que está presente también. Por supuesto, esto no es realmente una respuesta fundamental, ya que no tengo ninguna razón física para ofrecer en cuanto a porqué $A$ es sólo logarítmica en $x$ a altas energías.
Bajas energías, los electrones libres
En el límite de bajas energías, la dispersión de Compton de la sección transversal de verdad, los electrones libres es sólo el Thomson de la sección transversal, que es clásica y constante. Supongo que el de Klein-Nishina de la sección transversal se cae al ir bajando en la energía de $mc^2$ y, a continuación, los enfoques que límite. Sería interesante entender por qué se cae, que no entiendo. Matemáticamente, si se mira el integrado de Klein-Nishina de la sección transversal como una función de la $x$, un montón de términos cancelar a primer orden para las pequeñas $x$.
Las energías bajas, en la materia
En la materia, que en realidad no me queda claro si tiene sentido hablar acerca de la dispersión de Compton en un modo de baja energía límite, y yo no sé cómo esto se define en el gráfico de la OP publicado. Dispersión de Compton es, por definición, la dispersión de un fotón por un electrón libre. A muy bajas energías, no tendrá sentido para describir cualquier electrones (excepto, tal vez, la conducción de los electrones en un metal?) como libre. Yo creo que la sección transversal dependerá de la física de la materia condensada. En un no-metal, por debajo del umbral para el efecto fotoeléctrico, yo esperaría que la sección transversal de dispersión a ser cero.
Mis 25 centavos de dólar. Tenga en cuenta que el diagrama, tu pregunta es ilustrado con el, es para el Pb.
En general, existe un factor que disminuye las secciones transversales con el aumento de la energía: El fotón amplitud del campo con el aumento de la energía como cualquier cuantificada de la vibración en el primer estado excitado.
El efecto fotoeléctrico es la disminución en el aumento de la energía del fotón es la relativa a que un electrón libre no puede absorber un fotón ya que violaría el impulso de una conservación de la energía. Ligado electrones pueden absorber un fotón debido a que el intercambio de momentum (y energía) con el núcleo. (Usted puede ver como la inversa de la radiación de frenado.) Cuando la energía del fotón aumenta, en última instancia, el intercambio de momentum entre el electrón y el núcleo se vuelven relativamente pequeño, lo que hace que la sección transversal para ir hacia abajo.
Para los pequeños fotones de energías, la dispersión de Compton está prohibido como los electrones están ligados al núcleo. La dispersión de los átomos como un todo es la dispersión de Rayleigh, que se muestra como una curva independiente en el diagrama. Como la energía del fotón aumenta la dispersión de Rayleigh es menos probable que el electrón de enlace no es suficiente para detener sus arrancadas. Esto implica que la dispersión de Compton está empezando a desempeñar un papel de primer orden. A energías más altas que la de los electrones la energía de reposo $m_ec^2$, la imposición de la vibración de los electrones, que envía la dispersión de los fotones, que se hace pequeño en analogía con la de un forzado de vibración por encima de su frecuencia de resonancia.
Obviamente, a la par de la creación de la sección transversal es igual a cero para $E_{\gamma} < 2m_ec^2$. No se la quita, pero también aquí se tiene la necesidad de intercambio de momentum y energía con el núcleo, que es un factor que disminuye la sección transversal con la energía.
I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.
