Kollision zwischen Photon und einem isolierten Elektron

Stellen Sie sich ein isoliertes Elektron vor und ein Photon der Energie „hf“ erleidet eine Kollision damit. Wird das Elektron dann die gesamte Energie des Photons absorbieren oder wird ein Teil davon absorbiert? Wenn ja, hat das Photon nach der Kollision dann eine geringere Frequenz als das vorherige?

Hier beantwortet: Physics.stackexchange.com/questions/358727/… - Wie @AnnaV dort angegeben hat, heißt es Compton Scattering: „Ein Photon interagiert mit dem Elektron, das Elektron wird aus der Schale, weil es einen Teil der vier Impulse von absorbiert das einfallende Photon und ein Photon mit niedrigerer Energie verlässt". Eine vollständige Absorption ist ohne Verletzung der Energie- oder Impulserhaltung nicht möglich.
"Erleidet Kollision damit" - was bedeutet "Erleidet Kollision"?

Antworten (1)

Wenn ein Photon an einem freien Elektron gestreut wird, kann es entweder elastisch streuen, dh ohne Änderung der Frequenz des ausgehenden, oder es unterliegt der sogenannten Compton-Streuung. Die Verteilungen der ausgehenden Photonen lassen sich anhand der Entwicklung in Feynman-Diagrammen nach erster Ordnung berechnen:

Compton-Streuung

Das austretende Photon hat eine kleinere Frequenz als das ankommende, das einen Teil seines Impulses und seiner Energie auf das Elektron überträgt. Zur Geschichte siehe hier .

Es findet also keine vollständige Energieaufnahme durch das Elektron statt. Rechts?
Richtig, vollständige Absorption verletzt die Energieerhaltung im Massenzentrum, da das Elektron ein Elementarteilchen ist (keine angeregten Zustände) und seine Masse fest ist.
Man könnte auch an Drehimpulserhaltung denken, da der Spin1 des Photons nicht allein vom ruhenden Elektron aufgenommen werden kann.
Kollision zwischen Photon und einem isolierten Elektron
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