Калькулятор комптоновского рассеяния

Введите длину волны падающего фотона в пикометрах или его энергию в кэВ и угол рассеяния. Калькулятор покажет комптоновский сдвиг, новую длину волны и энергию фотона и энергию, которую уносит электрон отдачи.

Фотон задан
pm
°
Сдвиг длины волны Δλ2,42631 pm
Длина волны после рассеяния λ′73,42631 pm
Длина волны до рассеяния
71 pm
Энергия до рассеяния
17,463 keV
Энергия рассеянного фотона
16,886 keV
Энергия электрона отдачи
0,577 keV
Доля энергии, отданная электрону
3,3 %

Работает в браузере: всё, что вы вводите, никуда не отправляется.

Как пользоваться

  1. Задайте падающий фотон длиной волны в пм или энергией в кэВ.
  2. Введите угол рассеяния: 0° — без отклонения, 180° — строго назад.
  3. Смотрите сдвиг, длину волны и энергию после рассеяния и энергию электрона.

Формулы

  • Комптоновский сдвиг: Δλ = λc (1 − cos θ), λc = 2,42631023867 пм
  • Длина волны после рассеяния: λ′ = λ + Δλ
  • Энергия фотона: E (кэВ) = 1239,84198 ÷ λ (пм)
  • Энергия электрона отдачи: E_k = E − E′
  • В энергиях: E′ = E ÷ (1 + (E ÷ 510,999 кэВ)(1 − cos θ))

Пример расчёта

Рентгеновское излучение 71 пм рассеивается на 90°: cos 90° = 0, Δλ = 2,42631 пм, λ′ = 73,42631 пм. Энергия фотона падает с 17,463 до 16,886 кэВ, электрон уносит 0,577 кэВ — 3,3 % энергии.

Гамма-квант 662 кэВ рассеивается на 60°: λ = 1239,84198 ÷ 662 = 1,87287 пм, Δλ = 2,42631 × 0,5 = 1,21316 пм, λ′ = 3,08603 пм, E′ = 401,76 кэВ; электрон получает 260,24 кэВ (39,31 %).

Советы

  • Наибольший сдвиг — при 180°, вдвое больше λc. Это даёт комптоновский край в гамма-спектрах.
  • Фотоны высоких энергий теряют большую долю. Постоянный сдвиг заметнее, когда λ и так мала.
  • Электрон считается свободным и покоящимся — это хорошо работает, когда энергия фотона намного больше энергии связи.

Частые вопросы

Как выглядит формула Комптона?

Δλ = λ′ − λ = λc × (1 − cos θ), где λc = h ÷ (mₑ c) = 2,42631 пм — комптоновская длина волны электрона, θ — угол рассеяния фотона.

Зависит ли сдвиг от исходной длины волны?

Нет. При 90° любой фотон получает +2,42631 пм, при 180° — +4,85262 пм. Для жёсткого рентгена и гамма-излучения это много, а для видимого света, у которого длина волны — сотни тысяч пикометров, незаметно.

Сколько энергии получает электрон?

Разницу энергий фотона до и после, E − E′, где E (кэВ) = 1239,84 ÷ λ (пм). Гамма-квант 662 кэВ, рассеянный на 60°, сохраняет 401,76 кэВ, а электрон получает 260,24 кэВ.

Почему эффект Комптона так важен?

Сдвиг не объясняется волновой теорией. Он следует из того, что свет — это фотоны с импульсом h ÷ λ, сталкивающиеся с электронами, и он помог утвердить представление о фотонах.

Ещё в разделе «Математика»

Все инструменты раздела: Математика ·Обновлено 6 ноября 2026 г.

Настройки конфиденциальности

Google Analytics показывает нам, какими инструментами пользуются и работают ли они. Он может ставить cookie. Ваш выбор сохраняется в этом браузере.