Effet Compton : angle, photon diffusé et électron

Un photon de 255,5 keV (kiloélectronvolts, une unité d’énergie) garde 66,7 % de son énergie après une diffusion à 90° (un choc sur un électron qui le dévie de 90°), et seulement la moitié à 180° (renvoyé en arrière). Vous lisez, angle par angle, le partage de l’énergie entre le photon et l’électron.

Une expérience du cours de Cyril Voyant, à manipuler dans le navigateur. Le chapitre et ses diapositives · Toutes les expériences · Lexique : effet Compton.

Essayer et interpréter

Partez de 255,5 keV à 180° : le photon garde 127,75 keV et l’électron reçoit 127,75 keV. Revenez à 0° : le transfert s’annule. Changez ensuite l’énergie incidente à angle fixe : la part de l’électron change aussi.

Comment l’angle de diffusion change-t-il le partage de l’énergie ?

Le photon cède à l’électron une part de son énergie, nulle à 0° et maximale à 180°. À même angle, cette part augmente avec l’énergie du photon. L’énergie totale se conserve : E′ + K = E₀.

E′=E01+E0511(1−cosθ)

K=E0−E′

Énergies en keV ; 511 keV est l'énergie au repos de l'électron.

Les définitions

E₀, E′
L’énergie du photon avant et après la diffusion.
K
L’énergie cinétique reçue par l’électron.
θ
L’angle entre les directions du photon avant et après la diffusion.
511 keV
L’énergie au repos de l’électron, mₑc².
keV
Le kiloélectronvolt, unité d’énergie : 1 keV = 1000 eV.

Hypothèses et limites

Électron libre au repos. Le schéma donne des directions et des énergies, ni probabilités de collision ni dose.

Aller plus loin

Les valeurs affichées sont calculées ou construites dans le modèle indiqué : ce ne sont pas de nouveaux résultats de recherche.

Cette expérience est présentée comme animation du cours : page de référence. Version anglaise : the English tool page.