Angenommen, Röntgenstrahlung trifft auf ein Material, das sehr viele nahezu freie Elektronen enthält. Was geschieht bei der Wechselwirkung der Photonen mit diesen Elektronen? Warum ist eine vollständige Energieübertragung unmöglich? Wieso steht die vollständige Energieübertragung beim Stoß eines Photons auf ein gebundenes Elektron nicht im Widerspruch zu den Erhaltungssätzen der Physik?
Würde mich über Hilfe freuen.
Paul
Hallo Paul.
Warum ist
eine vollständige Energieübertragung unmöglich?
Angenommen das Elektron ruht vor dem Stoß (hat also nur die Ruheenergie E0) und das Photon hat die Frequenz f.
Energiebilanz: E=hf+E0
Impulsbilanz: p=hf/c
Dann sieht Energie-Impuls-Beziehung, die jedes Teilchen erfüllen muss, so aus:
E² = (cp)² + E0²
(hf+E0)² = (hf)² + E0²
falsche Aussage! Weil die rechte Seite zu klein ist.
Wieso steht
die vollständige Energieübertragung beim Stoß eines Photons
auf ein gebundenes Elektron nicht im Widerspruch zu den
Erhaltungssätzen der Physik?
Weil dann das bindende Atom dem Elektron noch zusätlichen Impuls mit auf dem Weg geben kann. Und dieses Nachtreten sorgt dann dafür, dass die rechte Seite obiger Beziehung größer wird und eine Gleichheit beider Seiten nun möglich ist.
Gruß
Oliver