如何使用 康普顿散射计算器
康普顿散射计算器 计算 X 射线或 γ 射线以角度 θ 与自由电子相互作用后的波长偏移与能量再分配。
- 选择输入模式 - 可输入入射波长或入射光子能量。
- 输入散射角 - 单位为度，工具自动转换为弧度。
- 读取结果 - 面板给出散射后波长 λ’、光子能量以及电子获得的动能。
公式与原理 - 康普顿散射计算器
康普顿散射计算器 使用经典的康普顿散射公式：
λ' − λ = λ_C · (1 − cos θ)
λ_C = h / (m_e · c) ≈ 2.426e−12 m
E' = h c / λ'
ΔE = E − E' （电子获得的动能）| 符号 | 含义 |
|---|---|
| λ、λ’ | 入射与散射波长 |
| θ | 散射角 |
| λ_C | 电子康普顿波长 |
| E、E’ | 散射前后光子能量 |
| ΔE | 反冲电子的动能 |
波长偏移与入射波长无关，仅取决于几何与电子康普顿波长。
假设与限制
工具假设电子自由静止，忽略束缚能、运动和多次散射。这些修正在数百 keV X 射线场景下通常很小，但在很低光子能量下会变得重要。
应用场景 - 康普顿散射计算器
康普顿散射计算器 适合需要快速、透明计算辐射相互作用的场景，包括：
- 放射诊断 - 估算散射光子能量对成像质量与剂量的影响。
- γ 射线探测器 - 预测能谱中康普顿边的位置。
- 辐射屏蔽 - 估算每次康普顿散射从主束中带走多少能量。
- 教学演示 - 绘制 λ’-λ 随 θ 的关系，与教材曲线比较。
需要完整的辐射输运请使用蒙特卡洛程序；本工具覆盖单次散射的解析情况。