c03:scattering_thomson
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Linea 1: | Linea 1: | ||
+ | ====== A3.3 Interazione radiazione elettrone libero: lo Scattering Thomson ====== | ||
+ | <WRAP justify> | ||
+ | Le leggi di conservazione proibiscono che un fotone venga | ||
+ | assorbito da un elettrone libero. Nell' | ||
+ | riposo ed energie non relativistiche si dovrebbe ad esempio | ||
+ | richiedere: | ||
+ | \\ | ||
+ | \\ | ||
+ | $$ h\nu= \frac {1}{2}m_ev^2 | ||
+ | \\ | ||
+ | \\ | ||
+ | \frac {h\nu}{c}=m_eV$$ | ||
+ | \\ | ||
+ | \\ | ||
+ | che ammette solo la non-soluzione $v=2c$. Un fotone però può | ||
+ | essere deflesso ([[wp.it> | ||
+ | generale ([[wp.it> | ||
+ | \\ | ||
+ | \\ | ||
+ | $$h\nu+m_ec^2 = h\nu\prime +mc^2$$ | ||
+ | \\ | ||
+ | \\ | ||
+ | $$h\nu/c = mv+h\nu'/ | ||
+ | \\ | ||
+ | \\ | ||
+ | forniscono l' | ||
+ | deflessione. Al limite non relativistico di basse energie | ||
+ | l' | ||
+ | efficienza può essere calcolata anche classicamente. | ||
+ | |||
+ | |||
+ | La forza agente su un elettrone a riposo in un campo di radiazione | ||
+ | elettromagnetica in cui il campo elettrico è descritto dalla | ||
+ | relazione | ||
+ | \\ | ||
+ | \\ | ||
+ | $$E=E_0 sin\omega t$$ | ||
+ | \\ | ||
+ | \\ | ||
+ | si avrà $F=eE=m_ea$. L' | ||
+ | quindi pari, istante per istante, a $$a=F/ | ||
+ | t/m_e$$ | ||
+ | |||
+ | Dalle leggi classiche dell' | ||
+ | carica accelerata irradia una potenza | ||
+ | \\ | ||
+ | \\ | ||
+ | $$P=\frac {2}{3}\frac | ||
+ | {e^2a^2}{c^3}=\frac {2}{3} \frac {e^4E_0^2sin^2\omega t}{c^3m_e^2}$$ | ||
+ | \\ | ||
+ | \\ | ||
+ | Nel contempo, la potenza trasportata per unità di area dall' | ||
+ | incidente e' data dal modulo del [[wp.it> | ||
+ | \\ | ||
+ | \\ | ||
+ | $$S=|\frac{c}{4\pi} \overline E \land \overline H|=\frac | ||
+ | {c}{4\pi}E_0^2sin^2\omega t$$ | ||
+ | \\ | ||
+ | \\ | ||
+ | Un elettrone diffonde quindi una frazione della potenza incidente | ||
+ | \\ | ||
+ | \\ | ||
+ | $$\sigma_T= P/S= \frac {8\pi}{3}(\frac {e^2}{m_ec^2})^2$$ | ||
+ | \\ | ||
+ | \\ | ||
+ | In | ||
+ | termini di fotoni $\sigma_T$ rappresenta quindi la probabilità | ||
+ | che un fotone sia diffuso da un elettrone, e $n_e\sigma_T$ sarà | ||
+ | la probabilità che un fotone sia diffuso da n< | ||
+ | nell' | ||
+ | </ | ||
+ | \\ | ||
+ | ---- | ||
+ | \\ | ||
+ | ~~DISQUS~~ |