Quantenphysik

Quantenobjekt Photon

COMPTON-Effekt mit Gammastrahlung

  • Wie überträgt Licht seine Energie?
  • Was sind eigentlich Photonen?
  • Licht – auch nicht mehr als Billardkugeln?
  • Können Teilchen aus Strahlung entstehen?

COMPTON-Effekt mit Gammastrahlung

Americum-241 ist ein Gammastrahler mit einer Gammaenergie von 59,5 keV.
Diese Gammastrahlung wird auf einen Streukörper aus Plexiglas geschickt und unter einem Winkel von z.B. 90° mit einem Szintillationszähler und angeschlossenen Vielkanalanalysator untersucht. Durch diese Anordnung des Szintillationszählers mit nachgeschaltetem Vielkanalanalysator kann das Energiespektrum der im Zähler ankommenden Strahlung aufgenommen werden. Zur Kalibrierung auf Energiewerte genügt einmal der Energiewert der ungestreuten Strahlung (59,9keV) und der Energiewert einer zweiten bekannten Strahlung z.B. der Strahlung der K-Linie von Silber(die man erhält, wenn man ein Silberblech in den Strahlengang vor dem Zähler bringt).

P: Präparat
SK: Streukörper
SZ: Szintillationszähler
IF: Interface mit Vielkanalanalysator

Eine detaillierte Beschreibung findet man auch auf der Seite von Erwin Bernhardi und Norbert Großberger, von der auch nebenstehenden Skizzen und die zugehörigen Diagramme stammen.
Rechts kann man die Messkurven, die mit oben fotografierter Anordnung gemacht wurden.
Man sieht unter Speicher 2 das Spektrum der Gammastrahlung des Präparat, wie es durch Szintillationszähler und Vielkanalanalysator bei unabgelenkter Einstrahlung aufgezeichnet wird.
Im Speicher 1 sieht man Spektrum bei einem Streuwinkel von 90°. Dieses hat natürlich wesentlich geringere Intensität, was man daran erkennt, dass trotz doppelt so langer Messzeit nur etwa ein Fünftel der Impulse registriert wurde.

Auswertung der Versuchsergebnisse von Erwin Bernhardi und Norbert Großberger:

Bestimme jeweils für 130°, 90° und 60° die experimentell erhaltenen Energie - Werte der comptongestreuten Gammaquanten und vergleiche diese mit der Rechnung.


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