Impulsübertragung des Photons?
Hallo,
was versteht man unter der Impulsübertragung des Photons, wenn es auf eine Metallplatte trifft und ein Elektron auslöst. Der Impuls des Photons ist sehr klein und daher der Impuls des Elektrons ungefähr gleich dem Impuls der Platte.
Danke
3 Antworten
Das Photon "schießt" auf ein Elektron und gibt diesem einen Impuls (Richtungsänderung und Geschwindigkeit). Das Photon wird ebenfalls abgelenkt und die Wellenlänge ändert sich dabei.
Naja, das ist die Übertragung und sie ist so klein, da ein einzelnes Photon fast keine Energie bzw. einen extrem kleinen Impuls hat.
Ansichtssache.... selbst ein Photon der Gammastrahlung hat nur 10^-14J....
Kommt auf die Gammastrahlung an. Es gibt 100- keV- Gammastrahlung, aber auch mehrere- MeV- Gammastrahlung. Vernichtungsstrahlung im PET hat 511 keV.
Hallo wertw,
eine Möglichkeit, dass elektromagnetische Strahlung Impuls an ein Elektron übertragen, ist der COMPTON- Effekt.
Dabei stoßen Photonen elastisch mit freien Elektronen (in COMPTONs Originalversuch mit beweglichen Elektronen in Graphit), und teilweise werden die Photonen reflektiert, aber nicht, wie man klassisch erwarten würde, mit derselben Frequenz f bzw. Kreisfrequenz ω, sondern einer verringerten.
Das liegt daran, dass sowohl Impuls als auch Energie erhalten ist. Wenn die Elektron für den Anfang im Schnitt als stationär betrachtet werden können und etwas Impuls bekommen, wie etwa von sichtbarem Licht (Energie wenige eV), nehmen die Elektronen mit ihrer Ruheenergie von 511 keV nur sehr wenig Energie auf, und das Photon kommt mehr oder minder unverändert zurück.
Bei höherer Energie, etwa Röntgenstrahlung wie in COMPTONs Versuch, nehmen Elektronen so viel Energie auf, dass die Photonen messbar an Energie verlieren und damit an Wellenlänge zunehmen.
Abb. 1: Energie, Impuls und Viererimpuls eines massiven Teilchens. Die kinetische Energie ist der Teil des E- Pfeils, der über die Hyperbel hinausragt, welche den Betrag des Viererimpulses darstellt.
Abb. 2: Dasselbe noch mal mit schiefer Zeitachse, um die Längenverhältnisse maßstabsgerecht darzustellen
...wenn es auf eine Metallplatte trifft und ein Elektron auslöst.
...liegt eher der Photoeffekt vor, ein unelastischer Stoß.
Beim Photoelektrischen Effekt, auch kurz Photoeffekt genannt, geben Photonen ihre Energie komplett an Elektronen ab, falls ihre Energie die Austrittsarbeit übersteigt. In dem Falle werden tatsächlich Elektronen ausgelöst.
Dann spielt allerdings eigentlich der Impuls keine Rolle mehr.
...und daher der Impuls des Elektrons ungefähr gleich dem Impuls der Platte.
Das sicherlich nicht. Ich weiß nicht, welche Masse die Platte haben soll, aber lächerlich viel mehr als die eines Elektrons (9,1×10⁻³¹ kg), da hat schon ihr thermisches Zittern mehr Impuls.
Danke, aber was ist jetzt die Übertragung und warum ist sie so klein?