Фотоэлектрический эффект

Сечение реакции образования пар в поле ядра с порядковым номером Z в первом приближении: .

Задачи

1. Какой толщины следует взять алюминиевую пластинку, чтобы она ослабляла узкий пучок рентгеновского излучения с энергией кэВ в такой же степени, как свинцовая пластинка толщиной мм?
2. Степени ослабления узких пучков рентгеновского излучения с энергиями кэВ и кэВ при прохождении свинцовой пластинки отличаются друг от друга в 4 раза. Найти толщину пластинки и степень ослабления пучка с энергией .
3. Вычислить толщину слоя половинного ослабления узкого пучка рентгеновского излучения с длиной волны пм для свинца, воды и воздуха.
4. Сколько слоев половинного ослабления в пластинке, ослабляющей пучок моноэнергетического рентгеновского излучения в раз?
5. Для длинноволнового рентгеновского излучения дифференциальное сечение рассеяния фотона на свободном электроне описывается формулой: , где − классический радиус электрона; − угол рассеяния фотонов. Найти с помощью этой формулы: а) полное сечение рассеяния; б) относительное число фотонов, рассеянных под углами ; в) относительное число электронов отдачи, вылетающих в интервале углов .
6. Вычислить массовый и линейный коэффициенты рассеяния низкоэнергетического рентгеновского излучения для неона и кислорода при нормальных условиях. Иметь в виду, что атомный коэффициент рассеяния определяется формулой Томсона: , см²/атом.
7. Точечный источник -квантов с энергией МэВ помещен в центр сферического слоя свинца, толщина которого см и внешний радиус см. Найти плотность потока нерассеянных -квантов на внешней поверхности этого слоя, если активность источника мКи, причем на каждый распад испускается один квант.
8. Узкий пучок -квантов, содержащий в одинаковом количестве кванты с энергиями МэВ и МэВ, падает нормально на свинцовую пластинку толщиной см. Найти отношение интенсивностей обеих компонент пучка после прохождения этой пластинки.
9. Узкий пучок -излучения, содержащий кванты всех энергий в интервале МэВ, падает на алюминиевую пластинку толщиной см. Найти степень ослабления интенсивности пучка после прохождения пластинки, если в этом интервале коэффициент ослабления линейно зависит от энергии квантов и спектральная интенсивность падающего излучения не зависит от частоты.
10. Определить среднюю длину свободного пробега -квантов в среде, слой половинного ослабления которой равен см.
11. Используя формулу полного сечения комптоновского рассеяния -кванта (3.10), вычислить: а) линейный коэффициент комптоновского рассеяния -квантов с энергией для бериллия; б) массовый коэффициент комптоновского рассеяния -квантов с энергией для легких веществ.
12. Тонкую свинцовую пластинку облучали в камере Вильсона -квантами с энергией МэВ. При этом было обнаружено, что электронных треков в раза больше, чем позитронных. Найти отношение вероятности образования электронно-позитронной пары к суммарной вероятности других процессов в этом случае.
13. Получить выражение, определяющее пороговую энергию -кванта для образования электронно-позитронной пары в поле ядра массой .
14. Показать, что -квант не может образовать электронно-позитронную пару вне поля ядра, даже если такой процесс энергетически возможен.
15. Определить суммарную кинетическую энергию пары электрон-позитрон, которую образует -квант с пороговым значением энергии в поле покоящегося протона.