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Physique

Calculatrice de Diffusion Compton

Énergie et longueur d'onde d'un photon après rebond sur un électron, l'énergie emportée par l'électron, ainsi que le front Compton et le pic de rétrodiffusion d'une raie gamma.

Résultats

Énergie du photon diffusé 288,39 keV
Énergie cédée à l'électron 373,61 keV
Décalage de longueur d'onde 2,4263 pm
Longueur d'onde du photon incident 1,8729 pm
Front Compton (maximum reçu par l'électron) 477,65 keV
Pic de rétrodiffusion (photon à 180°) 184,35 keV
Comment cela varie
Énergie du photon diffuséAngle de diffusion 0 – 180. Énergie du photon diffusé: 662 → 184,35; Énergie cédée à l'électron: 0 → 477,65Énergie du photon diffuséÉnergie cédée à l'électron0200400600800050100150Angle de diffusion (°)

La ligne en pointillé marque la valeur que vous avez saisie.

Ce que fait cet outil

L'expérience d'Arthur Compton, en 1923, a montré des rayons X rebondissant sur des électrons comme des particules : le photon diffusé repart avec moins d'énergie, et la perte ne dépend que de l'angle. Le décalage de longueur d'onde ne dépasse jamais le double de la longueur d'onde de Compton, environ 4,85 pm : invisible pour la lumière, il est important pour les gammas. C'est de là que viennent le front Compton et le pic de rétrodiffusion d'un spectre gamma — pour la raie à 662 keV du césium 137, ils se trouvent vers 478 keV et 184 keV. La formule suppose un électron libre au repos.

Formule

Δλ = (h ÷ mₑc)(1 − cos θ) · E′ = E ÷ (1 + (E ÷ mₑc²)(1 − cos θ)), mₑc² = 510.999 keV

Variables

SymboleSignificationUnité
enÉnergie du photonkeV
thAngle de diffusion°
EPÉnergie du photon diffusékeV
KEÉnergie cédée à l'électronkeV
DLDécalage de longueur d'ondepm
W0Longueur d'onde du photon incidentpm
CEFront Compton (maximum reçu par l'électron)keV
BSPic de rétrodiffusion (photon à 180°)keV

Exemple résolu

  • Énergie du photon662 keV
  • Angle de diffusion90 °
  • Énergie du photon diffusé288,39 keV
  • Énergie cédée à l'électron373,61 keV
  • Décalage de longueur d'onde2,4263 pm
  • Longueur d'onde du photon incident1,8729 pm
  • Front Compton (maximum reçu par l'électron)477,65 keV
  • Pic de rétrodiffusion (photon à 180°)184,35 keV

Limites

  • La formule suppose des conditions idéales : pas de frottement, pas de résistance de l'air et pas de pertes de rendement sauf si vous les saisissez.
  • Le mélange d'unités est la source d'erreur la plus fréquente. Convertissez chaque valeur dans l'unité indiquée près du champ avant de calculer.