Comptoneffekt

[stoppi]

Der nach Arthur Compton (Physiknobelpreis 1927) benannte Effekt beschreibt die elastische Streuung eines hochenergetischen Photons (Gammaquant) an einem (freien) Elektron. Mit zunehmenden Streuwinkel steigt der Energieübertrag ans Elektron.

In den Gammaspektren kann man sehr schön den Comptoneffekt sehen. Und zwar besitzen die durch den Comptoneffekt "gestoßenen" Elektronen eine Energie von 0 (Streuwinkel = 0) bis zur Comptonkante.

In diesem Experiment weise ich aber den Comptoneffekt durch Energiemessung der gestreuten Gammaquanten nach. Bei einer Energie von 59.4 keV (Gammalinie von Americium-241) und einem Streuwinkel von 90°, besitzt das gestreute Photon nur noch eine Energie von 53.3 keV. Diese Energieverschiebung von rund 6 keV wollte ich experimentell erfassen.

Damit ich (fast) nur um 90° gestreute Gammaquanten mit meinem Gammaspektroskop registriere, greife ich auf den Satz von Thales zurück. In einem Halbkreis besitzen sämtliche Dreiecke mit der Hypothenuse = Durchmesser einen rechten Winkel.

Als Streuobjekt verwende ich einen Aluminiumhalbkreis. Die direkten Gammaquanten blockiere ich mittels Walzblei (3 Schichten a 1 mm).

Zuerst messe ich die direkten 59.4 keV Gammaqunten. Die Zählraten steigen hier auf 120 cps im Energiespektrum. Dann postiere ich den Photomultiplier am Ende des Halbkreises und bestimme neuerlich das Energiespektrum. Die rein vom Americium herrührenden Zählraten fallen auf ca. 1.5 cps ab. Aber man erkennt nach Abzug des Hintergrunds deutlich den in Richtung geringerer Energie verschobenen Photopeak, Heureka 

Mehr Informationen: https://stoppi-homemade-physics.de/comptoneffekt/