| 8 bodova
c) Energija emitovanog fotona je . Ova energija odgovara prelazu sa četvrtog na drugi energetski nivo.
4 bodova
d) Energija elektrona koji ulaze u posudu iznosi . Ova energija nije dovoljna da se atom helija iz osnovnog stanja prebaci u neko pobuđeno dva puta. Prema tome, da bi se desila dva neelastična sudara atom helijuma bi morao već biti u nekom pobuđenom stanju. Kako je vrijeme života u pobuđenom stanju veoma kratko, ovakav proces je vrlo malo vjerovatan.
6 bodova
ZADATAK 5.
Na jednom kraju aluminijske ploče, koja je polukružnog oblika, postavi se izvor γ-zračenja energije a na drugom detektor γ-čestica (slika). γ-kvanti se rasijavaju na slobodnim elektronima na površini aluminja i dospijevaju na detektor. Olovni zaklon sprječava direktno ozračenje detektora.
-
Pokažite da svi registrovani γ-kvanti imaju istu energiju . Odredite ovu energiju.
-
Odredite pod kojim uglom uzmakne elektron, u odnosu na pravac upadnog fotona, u slučaju da se rasijani γ-kvanti registruju na detektoru. Kolika je brzina emitovanog elektrona?
-
Detektor pored γ-čestica može registrovati i elektrone. Koristeći dijagram impulsa obrazložiti zašto elektroni, nakon Comptonovog rasijanja, ne mogu doći na detektor.
RJEŠENJE:
a) Foton koji se rasijava na aluminijskoj pločici, da bi dospio na detektor, mora imati ugao rasijanja jednak 90 stepeni (Talesov teorem). Promjena talasne dužine fotona jednaka je: . Kako je , promjena talasne dužine je , dakle ista je za sve γ-čestice pa je energija svih registrovanih γ-čestica jednaka.
Ovu energiju određujemo na slijedeći način:
;
8 bodova
b) Pri Comptonovom rasijanju vrijedi zakon održanja impulsa: . Odgovarajući dijagram impulsa je dat na slici. Vidimo da vrijedi:
. Slijedi: .
Kinetička energija elektrona je .
S druge strane kinetička energija je:
.
Iz ove relacije dobijamo izraz za brzinu:
8 bodova
c) Da bi se registrovao elektron na detektoru, njegov vektor impulsa bi morao biti okomit na vektor impulsa upadnog fotona kao što je prikazano na slici.
Pri tome bi impuls bio veći od što je prema zakonu održanja enrgije nemoguće.
4 boda
|
