Informe de efecto compton

INTRODUCCIÓN

     El efecto compton descubierto por Arthur Compton en 1923, consiste en el aumento de la longitud de onda de un fotón cuando este se intersecta con un electrón libre, el resultado de este choque es que el fotón pierda energía. El efecto compton tiene su resultado inverso pero este solo ocurre cuando los electrones viajan próximos a la velocidad de la luz y que el fotón posea una gran cantidad de energía, en el efecto compton convencional los fotones le entregan parte de su energía a los electrones y en el inverso los electrones le entregan energía a los fotones, se dice que este proceso es el que genera los rayos X, supernovas y otros efectos astrofísicos que requieren alta cantidad de energía.

     Los electrones externos, prácticamente libres porque están más lejos del núcleo por lo que hay menos energía de ligadura, por esa razón si viene un fotón con mayor energía que la energía de ligadura el choque es equivalente a un choque de partículas libres. Este electrón libre es desviado en un ángulo y sufre un cambio en la longitud de onda la cual será mayor longitud, menor velocidad, ya que tendrá menos energía, debido que éste ha cedido energía al fotón. Estos fotones con mayor energía generan los rayos x.

     Masa y energía, si bien es sabido que la masa una “magnitud física que expresa la cantidad de materia que contiene un cuerpo” (rae) y la energía “capacidad de para realizar un trabajo” ambos conceptos se encuentran relacionados por la teoría de la relatividad de Einstein, donde , esta ecuación presenta que la energía es el producto entre la masa y la velocidad de la luz al cuadrado.[pic 1]

     ¿Cómo se originan los rayos x, dependerá de la masa del electrón o sólo de la energía transmitida?

HIPOTESIS

     H 1.- Si en la interacción del electrón libre con un fotón este cede energía al fotón entonces este producirá rayos que permitirán depositar una parte en el interior al cuerpo atravesado y permitirá ver lo que hay en su interior.

     H 2.- Si en la interacción del electrón libre con un fotón este cede energía al fotón, entonces esta energía procede de la cantidad de materia del electrón interactuado referente a la fórmula de Einstein.

OBJETIVOS

     Comprobar, teóricamente, que al aumentar la energía del fotón este genera rayos que al ingresen a un objeto puede quedar una parte de esta energía dentro del objeto lo que permitirá ver su interior.

     Comprender que el aumento de energía tiene relación a la masa del electrón libre interactuado.  

     Explicar la ecuación de Eisten y su relación al efecto compton.

MARCO TEÓRICO

Rayos X

     Radiación electromagnética la cual su longitud de onda es desde uno 10 nanómetros hasta 0,001 nanómetros, al ser menor su longitud de onda mayor será la energía de este y su poder de penetración. Así como la luz se produce por la transición de electrones atómicos de una órbita a otra, pero con una mayor longitud de onda, en los electrones ocurre esta transición pero con una longitud de onda mucho menor que lo hace imprevisible frente al ojo humano.

     Los rayos x se presentan cuando un haz de electrones con demasiada energía, se desaceleran al chocar con un blanco metálico, “una carga acelerada emite radiación electromagnética” (mecánica clásica), de esta forma se produce el espectro continuo. El espectro continuo es utilizado en la producción de rayos para los hospitales laboratorios entre otros, este es posible gracias a los “tubos de rayos x” estos constan de un cátodo cuya función es emitir electrones hacia el ánodo luego una parte de los electrones se desprende  por el efecto termoiónico  el haz de electrones emitido se acelera mediante una fuente de voltaje alterna  que se encuentra entre los 30kV y los 150kv, para que este proceso no resulte incorrecto  y evitar que la corriente fluya hacia el cátodo y destruya el filamento se utilizan rectificadores, los electrones al colisionar contra el ánodo resulta la proyección de rayos x.

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