Dozymetria_9 JW.pdf

(1524 KB) Pobierz
1
Powtórzenie
Zjawisko fotoelektryczne (Powt.)
Niesprężyste oddziaływanie fotonu z elektronem związanym w atomie z powłoki
K, L, M.
Następuje absorpcja fotonu a wiązanie elektronu z atomem zostaje zerwane, elektron zostaje wyrzucony poza
obręb atomu z energią kinetyczną równą energii fotonu pomniejszoną o energię wiązania elektronu (pracę wyjścia).
Sód -zależnośd napięcia hamującego
od częstotliwości światła padającego
•
Dla elektronów K w cięższych atomach energia wiązania zmienia się jak 13.6(Z-3)
2
eV
2
Można wyróżnić następujące szczegółowe mechanizmy:
1)
wzbudzenie par e-h:
w półprzewodnikach i izolatorach dla hE
G
(przerwa energetyczna), jonizacja wewnętrzna (zjawisko
fotoelektryczne wewnętrzne)
2)
zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne
praca wyjścia W
(lub
0
), uwolnienie elektronu walencyjnego z ciała stałego, jonizacja zewnętrzna,
fotoelektron
uzyskuje energię zgodnie ze wzorem Einsteina-Millikana T
e
= h - W
3)
jonizacja elektronów związanych
dla elektronów z powłok K, L, …. Energia uwalnianych elektronów: T
e
= h - E
K,L,…
po jonizacji obserwuje się fluorescencję X (promieniowanie charakterystyczne).
4)
absorpcja i fluorescencja X
Obserwuje się charakterystyczne
krawędzie absorpcji
dla promieni X:
oraz emisji wtórnego promieniowania (fluorescencji X):
5)
zjawisko Augera
Np. po jonizacji powłoki K, następuje wówczas emisja elektronu Augera o energii: T
e
=(E
K
-E
L
)-E
M
- z powłoki M (dziura na powłoce K zostaje uzupełniona elektronem z powłoki L co powoduje emisję
fotonu o energii h= E
K
-E
L
czyli o wartości większej od energii wiązania elektronu na powłoce M.
Elektron ten może zostać wybity z energią T
e
=(E
K
-E
L
)-E
M
.
h
abs
E
K,L,…
3
Efekt fotoelektryczny – krawędzie absorpcji (powt.)
Wykres
m(E)
wykazuje ostre nieciągłości dla energii E=W dla
elektronów z poszczególnych powłok.
Nieciągłości te odzwierciedlają fakt:
-dla
h
<W
fotony nie mogą wywoływać zj. fotoelektrycznego dla
elektronów z danej powłoki podczas gdy dla
h
>W
zjawisko
zachodzi.
Średnia energia przekazana od fotonu o energii
h
> W(K)
(energia wiązania lub inaczej praca wyjścia dla powłoki K) do
elektronów:
K
K
K
K
wydajność fluorescencji dla poziomu
K
E
�½
h
P
W
K
4
Zjawisko fotoelektryczne – przekrój czynny (Powt.)
Zjawisko fotoelektryczne na wysokie znaczenie przy oddziaływaniu prom.
o niskiej energii i silnie
wzrasta wraz z liczbą atomową Z absorbentu.
Prawdopodobieństwo zajścia procesu określa empiryczny wzór na przekrój czynny:
Z
�½
C
n
E
k
Z - liczba atomowa absorbentu
C - stała- współczynnik proporcjonalności
E
- energia fotonu
gdy E
<< m
0
c
2
wtedy k=4.0, n=3.5,
gdy E
>> m
0
c
2
wtedy k=4.6, n=1.0.
Powrót atomu do stanu podstawowego po zjawisku fotoelektrycznym (Powt.)
Efekty związane z deekscytacją atomu po wybiciu elektronu z powłoki wewnętrznej :
- emisja charakterystycznego kwantu promieniowania X,
- emisja elektronu Auger’a,
Dla żywych organizmów zbudowanych z lekkich pierwiastków emisja elektronu Auger’a jest
głównym szlakiem deekscytacji atomów.
5
Efekt Comptona (rozpraszanie komptonowskie) (Powt.)
… to sprężyste oddziaływanie padającego fotonu z elektronem swobodnym (lub słabo związanym
elektronem walencyjnym). Towarzyszy mu rozproszenie fotonu padającego.
W 1923r. Compton zakłada, że fotony mają pęd i masę spoczynkową m
0
=0.
Pęd w ujęciu relatywistycznym:
p
�½
m
v
Dla fotonów:
m
0
=0
E
c
=h
m
�½
m
0
v
1
2
c
2
h
h
p
�½
�½
c
Pęd fotonu

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin