- Cite os intervalos de energia nos quais cada um dos três processos (efeito fotoelétrico, espalhamento Thomson ou Compton e Produção e Aniquilação de Pares) dá a contribuição mais importante para a seção de choque. ( 0,5 pontos)
Passo 1
O enunciado pede para identificar, no gráfico típico da seção de choque total de fótons contra matéria em função da energia
, quais faixas de energia são dominadas por cada um dos três processos: efeito fotoelétrico, espalhamento Thomson/Compton e produção/aniquilação de pares. Vamos usar a evolução típica de cada seção de choque com
e os limiares conhecidos (por ex.
para par).
Passo 2
Efeito fotoelétrico domina em energias baixas, pois sua seção de choque cai muito rápido com
(aprox.
, com
). Na prática ele é mais importante para
(aprox. até algumas centenas de keV).
Passo 3
Espalhamento Thomson (limite clássico para
) e seu análogo inelástico Compton (para
) prevalecem em energias intermediárias. A seção de choque do espalhamento varia lentamente com
, então ele domina quando o fotoelétrico já caiu e antes da produção de pares crescer. Assim, para
o espalhamento Thomson/Compton é o processo mais importante.
Passo 4
Produção de pares (e aniquilação inversa) só ocorre acima do limiar de
, mas torna-se realmente dominante quando
está bem acima dessa energia, pois sua seção cresce com
. Na prática, para
a produção e aniquilação de pares passam a dar a contribuição principal à seção de choque total.
Resposta
Efeito fotoelétrico:
Espalhamento Thomson/Compton:
Produção/aniquilação de pares:
Espalhamento Thomson/Compton:
Produção/aniquilação de pares: