Was ist der grundlegende Unterschied zwischen einem fotoelektrischen Effekt, dem Compton-Effekt und der Paarproduktion?


Antwort 1:

Alle diese 3 Methoden können in Bezug auf die Wechselwirkung eines Elektrons mit dem Atom klassifiziert werden.

  • SupposewehaveaphotonwithenergyabovethethresholdenergyΦo(calledtheworkfunctionforthatmetal),thenuponstrikingthemetalsurfaceanelectronwillbeknockedoutfrominnershelloftheatombytotallyabsorbingtheelectron.ThisprocessofknockingoutofelectroniscalledPhotoelectricEffectanditdependsontheenergyofphotonaswellasthemetalitisstriking.Suppose we have a photon with energy above the threshold energy \Phi_o (called the work function for that metal), then upon striking the metal surface an electron will be knocked out from inner shell of the atom by totally absorbing the electron. This process of knocking out of electron is called Photoelectric Effect and it depends on the energy of photon as well as the metal it is striking.
  • Wenn ein Photon auf die Elektronen der Außenhülle trifft, wird es möglicherweise nicht vollständig absorbiert, sondern ein Teil seiner Energie wird auf dieses Elektron der Außenhülle übertragen. Dabei haben wir ein Photon, dessen Energie reduziert wird, und ein freies Elektron. Da die Energie des Photons reduziert ist, ändert sich die Wellenlänge dieses Photons. Dieser Vorgang wird als Compton-Streuung oder Compton-Effekt bezeichnet.
  • Iftheenergyofphotonishigherthan1.022Mev(thisistheminimumenergyrequiredtoproduceanelectronpositronpaircalledpairproduction),thentheremightbegreaterchancethatthisphotonisconvertedinmassgivingapairofparticles,oneelectronandonepositron.Thisiscalledpairproduction.If the energy of photon is higher than 1.022 Mev (this is the minimum energy required to produce an electron-positron pair called pair-production), then there might be greater chance that this photon is converted in mass giving a pair of particles, one electron and one positron. This is called pair production.