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Compton-Wellenlänge
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Die Compton-Wellenlänge ist eine für jedes Teilchen mit Masse charakteristische Größe. Sie kann als Größenordnung für die lineare Ausdehnung der Elementarteilchen angesehen werden.
Bild:Compton scattering-de.svg
Man betrachtet beim Compton-Effekt elektromagnetische Strahlung, die auf frei bewegliche Teilchen fallen, z.B. Elektronen in der Atomhülle, die mit Röntgenstrahlung wechselwirken. Die elektromagnetische Strahlung wird als Photonenstrom betrachtet, wobei immer ein Photon mit einem Teilchen wechselwirkt. Trifft ein Photon auf ein Teilchen, so überträgt es einen Teil seiner Energie auf das Teilchen, das seinerseits seitlich abgelenkt wird. Das Photon bewegt sich mit einer geringeren Energie weiter. Da die Energie eines Photons umgekehrt proportional zu seiner Wellenlänge ist, vergrößert sich damit die Wellenlänge des durch das Teilchen abgelenkten Photons. Die Compton-Wellenlänge ist die Änderung der Wellenlänge des Lichtes bei diesem Vorgang, der als Compton-Effekt bezeichnet wird.
Sie wird durch das Formelzeichen λc dargestellt und durch die Formel
λc = h / mc
berechnet (mit h als Planck-Konstante, m als Ruhemasse und c als Lichtgeschwindigkeit).
Die Formel zeigt, dass die Compton-Wellenlänge sich umgekehrt proportional zur Masse des Teilchens verhält. Je größer die Masse, desto kleiner die Compton-Wellenlänge und umgekehrt.
Die Compton-Wellenlänge wird insbesondere bei der Berechnung des Compton-Effekts eingesetzt. Der experimentelle Nachweis des Streuvorgangs gelang erstmals Walther Bothe und Hans Geiger im Jahr 1926.
Compton-Wellenlängen einiger Teilchen:
- Elektron: λc = 2,426310215 *10-12 m
- Proton: λc = 1,3214098555 * 10-15 m
- Neutron: λc = 1,3195909067 *10-15 m
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