相对论中的电子对效应
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Questions and Answers

伽马射线与物质相互作用的三种主要类型是什么？

  • 光电效应、康普顿效应和电离效应
  • 康普顿效应、电子对效应和切伦柯夫效应
  • 光电效应、电子对效应和反散射效应
  • 光电效应、康普顿效应和电子对效应 (correct)

    • 在伽马射线与物质相互作用中，哪种效应是随机事件？

  • 电子对效应
  • 光电效应
  • 伽马射线与物质相互作用 (correct)
  • 康普顿效应

    • 康普顿效应的验证主要研究什么？

  • 物质原子的 K 层电子结合能
  • 伽马射线的衰减规律
  • 入射光子与物质原子的核外电子的碰撞 (correct)
  • 光电效应和电子对效应的物理过程

    • 伽马射线吸收特性的实验中，使用什么作为γ源？

    <p>137Cs</p> Signup and view all the answers

    康普顿散射实验中，探测角度的范围是多少？

    <p>10-160°</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    伽马射线与物质相互作用

    • 伽马射线与物质的相互作用在原子核物理、固体物理、辐射探测等领域中非常重要
    • 伽马射线与物质相互作用的主要三种方式:
      • 光电效应:伽马射线的全部能量转移给原子中的束缚电子，使电子从原子中发射出来
      • 康普顿效应:入射伽马光子与原子核外电子发生非弹性碰撞，光子的能量和方向发生变化
      • 电子对效应:伽马光子与原子核库伦场相互作用，转化为正负电子对

    伽马射线在物质中的传播

    • 伽马射线在物质中逐渐衰减,强度遵循指数衰减规律
    • 总衰减系数μ由光电效应、康普顿效应和电子对效应三种截面之和构成
    • 质量衰减系数μm = μ/ρ,与吸收物质的密度有关

    康普顿散射

    • 入射伽马光子与原子核外电子发生非弹性碰撞,产生散射光子和反冲电子
    • 散射光子能量和角度、反冲电子能量和角度存在一一对应关系
    • 反冲电子能量在0到最大值之间连续分布

    电子对效应

    • 当伽马光子能量大于1.02 MeV时,可以在原子核库伦场中转化为正负电子对
    • 正负电子的动能之和等于伽马光子能量减去1.02 MeV
    • 正电子与物质中电子湮灭可产生两个0.511 MeV的湮灭伽马光子

    实验平台介绍

    • 在南开大学虚拟仿真实验平台上部署的综合实验
    • 包括5个部分:
      1. 伽马射线与物质相互作用的微观过程展示
      2. 伽马能谱的特征分析
      3. 伽马射线在物质中的吸收特性
      4. 康普顿散射实验
      5. 基于康普顿效应的无损探伤

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    伽马射线实验讲义 PDF

    Description

    电子对效应是指高能光子和电子对的相互作用，需要原子核参加以满足能量和动量守恒定律。讨论电子对的总能量和总动量。

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