یکتاس

برهمکنش های فوتون با انرژی 511 کیلو الکترون با ماده(5)

دانستن این نکته حائز اهمیت است که چگونه فوتون های 511 کیلو الکترون ولت ناشی از فرآیند نابودی با بافت اطراف خود، ماده آشکارساز در اسکنر پت و با موادی همچون سرب و تنگستن، که در حفاظ سازی یا کولیماسیون استفاده می شود، برهمکنش انجام می دهد. در این برهمکنش فوتون با انرژی 511 کیلوالکترون ولت یک الکترونِ آزاد یا الکترون با پیوند مداری ضعیف را با انتقال بخشی از انرژی خود به بیرون پرتاب می کند و جهت خود فوتون هم عوض می شود. در اثر برهمکنش فوتوالکتریک در یک جامد یا مایع با چگالی بالا،فوتون اولیه با انرژی 511 کیلوالکترون ولت کاملا جذب می شود و انرژی خود را به ماده انتقال می دهد.

در برهمکنش فوتوالکتریک فوتون 511 کیلوالکترون ولت با یک اتم در ماده پیرامون برخورد می کند و با انتقال کامل انرژی خود به یک الکترون مداری، کاملا جذب می شود. تصویر راست : نمایی از پراکندگی کامپتون که در آن فوتون برخوردی بخشی از انرژی خود را به یک الکترون می دهد و در اثر این انتقال جهت حرکت فوتون عوض می شود. فوتون برخوردی تمام انرژی خود را به یک الکترون منتقل می کند و موجب پرتاب شدن آن به خارج از اتم می شود، در حالی که خود فوتون جذب می شود. اثر فوتوالکتریک و پراکندگی کامپتون، دو برهمکنش اصلی فوتون های 511 کیلوالکترون ولت در برخورد با ماده هستند. این الکترون انرژی کافی برای فرار از اتم را دارد، اما به سرعت در جامدات و مایعات جذب می شود.

تصویربرداری اوربیتال

اگر انرژی آن برابر اختلاف انرژی بین ترازهای اولیه و نهایی باشد،‌ در ضمن این فرایند تمام انرژی خود را به الکترون منتقل می‌کند و سپس از بین می‌رود و اتم برانگیخته می‌شود در غیر اینصورت ، اگر انرژی آن برابر اختلاف انرژی بین تراز‌ها نباشد،‌ هیچ اتفاقی نمی‌افتد. اگر با الکترونی که ابتدا ساکن است برخورد کند، شبیه یک ذره پراکنده خواهد شد: مقداری از اندازه حرکتش را به الکترون منتقل می‌کند و پراکنده می‌شود به حرکتش با سرعت نور ولی با فرکانس کوچک‌تر (یا طول موجی بزرگتر) ادامه می‌دهد که این همان اثر کامپتون است.                                                                                           ***.

اگر از نزدیکی  هسته‌‌‌ی اتمی عبور کند و اگر انرژی آن به حد کافی بالا باشد تحت تاثیر نیروی قوی الکترومغناطیسی هیته ای ضمن تولید ماده،‌ از بین می‌رود. باز هم انرژی فوتونهای تولید شده به انرژی جنبشی الکترون و پوزیترون بستگی دارد که هرچه انرژی آنها بیشتر باشد، فوتونهای تولیدی نیز انرژی بیشتری خواهند داشت. اگر انرژی کافی داشته باشد، الکترون را به طور کامل از اتم جدا می‌کند و خود از بین می‌رود، چون تمام انرژی خود را به الکترون منتقل می‌کند. ثابت بودن سطح مقطع پراکندگی تامسون و عدم وابستگی اش به فرکانس از خصوصیت های مهم این پراکندگی می باشد.

جسم باردار به خاطر شتاب گرفتن از خود تابش می‌کند، و به این ترتیب موج فرودی پراکنده می‌شود. پراکندگی تامسون پدیدهٔ مهمی در فیزیک پلاسما است که نخستین بار جوزف جان تامسون آن را توضیح داد. وقتی که یک الکترون و یک پوزیترون باهم ترکیب می‌شوند، باعث ایجاد حداقل دو فوتون می‌شوند. اگر با الکترونی اتمی برخورد کند،‌ مطابق با یکی از فرایند‌های زیر برهم‌کنش می‌کند:. برحسب اینکه الکترون با چه زاویه‌ای پراکنده شده ، انرژی جنبشی‌اش متفاوت خواهد بود. وقتی فوتون از میان یک ماده عبور می‌کند،‌ به صورت‌های زیر برهم‌کنش می‌کند:. در فیزیک، پراکندگی تامسون پراکندگی کشسان تابش الکترومغناطیسی از یک جسم باردار است.

منبع