O que é a dispersão de raios X por Compton – Definição

Compton Dispersão de raios-X

A fórmula de Compton foi publicada em 1923 na Physical Review. Compton explicou que o deslocamento dos raios X é causado pelo momento de partículas dos fótons . A fórmula de dispersão de Compton é a relação matemática entre a mudança no comprimento de onda e o ângulo de dispersão dos raios-X. No caso da dispersão de Compton, o fóton de frequência  f  colide com um elétron em repouso. Após a colisão, o fóton ricocheteia no elétron, perdendo parte de sua energia inicial (dada pela fórmula E = hf de Planck). Enquanto o elétron ganha impulso (massa x velocidade), o  fóton não pode diminuir sua velocidade. Como resultado da lei de conservação do momento, o fóton deve diminuir seu momento dado por:

Portanto, a diminuição do momento do fóton deve ser traduzida em  diminuição da frequência  (aumento no comprimento de onda Δ λ = λ ‘- λ ). A mudança do comprimento de onda aumentou com o ângulo de dispersão, de acordo com  a fórmula de Compton :

onde λ  é o comprimento de onda inicial do fóton λ ‘  é o comprimento de onda após a dispersão, h  é a constante de Planck = 6,626 x 10 ^-34  Js, m _e  é a massa de repouso do elétron (0,511 MeV) c  é a velocidade da luz Θ  é a dispersão ângulo. A mudança mínima no comprimento de onda ( λ ′  –  λ ) para o fóton ocorre quando Θ = 0 ° (cos (Θ) = 1) e é pelo menos zero. A variação máxima no comprimento de onda ( λ ′  –  λ) para o fóton ocorre quando Θ = 180 ° (cos (Θ) = – 1). Nesse caso, o fóton transfere para o elétron o máximo de momento possível. A mudança máxima no comprimento de onda pode ser derivada da fórmula de Compton:

A quantidade h / m _e c é conhecida como  comprimento  de onda do elétron de Compton e é igual a  2,43 × 10 ⁻¹² m .

Interação de raios-X com a matéria

Embora seja conhecido um grande número de possíveis interações, existem três mecanismos principais de interação com a matéria. A força dessas interações depende da energia dos raios X e da composição elementar do material, mas não muito das propriedades químicas, uma vez que a energia dos fótons dos raios X é muito maior que as energias químicas de ligação. A absorção fotoelétrica domina com baixas energias dos raios X, enquanto a dispersão de Compton domina com energias mais altas.

• Absorção fotoelétrica
• Efeito Compton
• dispersão de Rayleigh