[NA] Energie elektron na botsing met foton

[Starbucks-]

Hallo beta's!

In mijn examenbundel natuurkunde staat de volgende opgave:

Bij botsing van een rontgenfoton met een elektron in het weefsel van een patient heeft het foton een golflengte van 3.9 x 10^-13 m. Na de botsing heeft het foton een energie van 1.8 x 10^-13 J. Bereken de kinetische energie die het elektron krijgt.

De uitwerking (zie afbeelding) begrijp ik gedeeltelijk, wat ik niet begrijp is: waarom wordt voor het berekenen van de energie van het elektron weer de formule van de energie voor een foton gebruikt?

Is de energie die het elektron krijgt dan een verschil tussen de energie voor de botsing en de energie na de botsing? Dat is hier volgens mij berekend.

[mathfreak]

Je hebt inderdaad te maken met een energieverschil wat gelijk is aan de kinetische energie van het elektron

[Peter1989]

E.kin = E.foton - E.uittree

[mathfreak]

Peter1989 schreef:

E_kin = E_foton - E_uittree

Die formule is alleen van toepassing bij het foto-elektrisch effecrt, maar daar heb je hier niet mee te maken.

[Starbucks-]

Heel erg bedankt

[mathfreak]

Starbucks- schreef:

Heel erg bedankt

Graag gedaan.

[cartman666]

mathfreak schreef:

Die formule is alleen van toepassing bij het foto-elektrisch effecrt, maar daar heb je hier niet mee te maken.

E.kin = E.foton - E.uittree

E.foton = h*f = h*(c/3.9E-13) = 5.09E-13 = 3.2MeV
E.uittree = energie die het systeem verlaat = 1.8E-13 = 1.1MeV
E.kin = kinetische energie die achterblijft in elektron = 3.29E-13 Joule = 2.1 MeV

Waarom zou dat mis gaan?

Jij legt het uit als:
E.kin = Kinetische energie uittredend elektron
E.uittree = Bindingsenergie elektron
E.photon = Energie inkomend foton

Het gaat hier om het begrip dat je de botsing kan beschrijven met de klassieke mechanica. De bekende formules voor impuls en energiebehoud zijn (nog heel even) bruikbaar. De leuke vervolgvraag is nml "ok, je hebt nu een elektron met 2.1MeV, dus als je weet hoe zwaar hij is kan je de snelheid berekenen?" Resultaat is een elektron met bijna 3 keer de lichtsnelheid.

Maar of je nou kijkt naar het foto-elektrisch effect, of zoals hier, naar comptonverstrooiing. Wat maakt dat nou uit voor welke formule je in de klassieke mechanica gebruikt? Energie is constant, dus "som inkomend = som uitgaand". De manieren om dat te herschrijven zijn tamelijk beperkt.... Maar volgens mij belanden we zo weer in dezelfde discussie. Willen we studenten die de juiste formule uit het hoofd kennen, of studenten die beseffen wat er gebeurt.

[mathfreak]

cartman666 schreef:

Energie is constant, dus "som inkomend = som uitgaand". De manieren om dat te herschrijven zijn tamelijk beperkt.... Maar volgens mij belanden we zo weer in dezelfde discussie. Willen we studenten die de juiste formule uit het hoofd kennen, of studenten die beseffen wat er gebeurt.

Ik wil studenten die aan beide criteria voldoen. Als jij meent dat het gerechtvaardigd is om hier de formule voor het foto-elektrische effect te gebruiken, dan is dat verder jouw beslissing.