– Γ-сәуле жатқызады электромагниттік толқындар толқын ұзындығы айтарлықтай аз межатомных қашықтықты, яғни λ < а, онда а ~ 10-8 см. осылайша, төменгі шегі энергия γ-кванттардың сонда Е = hν = hc/λ. = 12 кэВ.
Өзбектерде заряженным частицам, фотондар ағыны поглощается зат негізінен электромагниттік өзара іс-қимыл. Алайда, механизмі сіңіру айтарлықтай өзгеше. Бұған екі себеп бар:
1) фотоны жоқ электр зарядын және, демек, жоқ ықпалына дальнодействующих кулоновских күштері. Сондықтан, арқылы өту кезінде зат фотоны салыстырмалы сирек тап электронами және ядросы бар, бірақ соқтығысуы кезінде, әдетте, бірден қабылданбайды, өз жолдары, т. е. дерлік выбывают бірі-сәулесі;
2) фотоны ие нөлдік массасы тыныштық және, демек, болуы мүмкін емес жылдамдығы ерекшеленетін жылдамдық света. Ал бұл ортада олар баяулауы. Олар не сіңіп кетеді, не сейіледі, негізінен үлкен бұрыштары. Өту кезінде шоғыры фотондар арқылы зат нәтижесінде өзара ортамен біртіндеп ослабляется қарқындылығы осы буданы. Табамыз, ол бұл әлсіреуі, т. е. қисық сіңіру фотондар заттағы.
Сур. 3.1. Иллюстрация алуға қисық сіңіру
Мейлі беті жазық нысана оған перпендикуляр төмендейді ағынын фотондар J0 см-2 х с-1 (сур. 3.1), және қалыңдығы нысана х (см) соншалықты аз, бұл тек бір реттік өзара іс-қимыл. Қарқындылықтың өзгеруі осы ағынның dJ өту кезінде фотонами қабатын заттар dx пропорционалды ағынының шамасы J тереңдікте қабаты, қалыңдығы қабатының dx (см), тығыздығы атомдар n(см 3) және тиімді өзара іс-қимыл қимасы фотондар σ (см2):

-dJ = Jnσdx.

Шешім осы теңдеулер береді қисық сіңіру

Jx = J0e-σnx.

Әдетте жұту фотондар заттағы байланыстырады екі ұғымдар.

Сызықтық сіңіру коэффициенті τ = nσ; [τ] = см-1 және Jx = J0e-τx. Осылайша τ − бұл мұндай қалыңдығы заттар сантиметр, фотондар ағыны ослабляется е.
Жаппай сіңіру коэффициенті μ = τ/ρ = σn/ρ, мұндағы ρ (г/ см ) − тығыздығы зат. Өлшемі μ сонда мынадай: [μ] = см2/г, бұл өзгерту фотондар ағынының қабылдайды түрі:
Jx = Ј0е-μxρ,

мұндағы хр (г/см2) − қалыңдығы заттар өлшенген көпшілік бірлікте. Мағынасы сол − бұл мұндай қалыңдығы заттар г/см2, онда ағыны ослабляется е.

Сіңіру коэффициенті толығымен сипаттайды өту фотондар арқылы зат. Ол тәуелді қасиеттерін ортаны және энергия фотондар. Егер сіңіру есебінен келеді бірнеше әр түрлі процестерді, олардың әрқайсысына сәйкес келетін өз сіңіру коэффициенті, μi, τi,…, онда толық сіңіру коэффициенті μ = ∑μi және τ = ∑τi
Сіңіру фотондар зат негізінен есебінен жүргізіледі үш процестер: фотоэффект, комптон-нәтиже мен туған электронды-позитронных жұп кулоновском жолында ядро.

3.2 Фотоэффект

Фотоэлектрический эффект − бұл босату электрондар орналасқан заттағы осыған байланысты жай-күйі әсерінен фотондар. Ажыратады ішкі фотоэффект және сыртқы.
Ішкі фотоэффектом деп атайды ауысулар электрондардың әсерінен электромагниттік сәуле шығарудың ішіндегі полупроводника немесе диэлектриктен бірі байланысты күйлердің бос без ұшып, сыртқа шығады.
Сыртқы фотоэффект байқалады-қатты денедегі, газдардағы, жекелеген атомах және молекулах – испускание электрондардың сыртқа жұтқан кезде фотондар. Осы дәріс талқыланатын болады тек сыртқы фотоэффект. Фотоэффектом боламыз деп атауға кезінде атом жұтып фотон және испускает электрон. Бұл ретте падающий фотон өзара әрекеттеседі байланысты в атоме электрондық тапсырады және оған өз энергиясын. Электрон алады кинетикалық энергиясын және Сол тастап атом, атом қалады қозғалған жай-күйі. Сондықтан фотоэффект әрқашан жүреді характеристическим рентгендік сәуле атомның немесе испусканием электрондарды Оже. Кезінде әсері Оже жүреді тікелей энергиясын қозғалған атомы біріне оның электрондар, осының нәтижесінде шығарылса атом. Сақталу заңдары энергия және импульс кезінде фотоэффекте түрінде ұсынылуы мүмкін:

hν = Сол + Ii + Тя,

мұндағы − кинетикалық энергиясы ядро қайтарым; Ii − иондану энергиясы
i-ші қабықтың атом; . Өйткені, әдетте, hν >> Іі + Тя, онда энергия фотоэлектронов Сол ≈ hν, және, демек, энергетикалық спектр фотоэлектронов жақын монохроматическому.
Заң энергияның сақталу және импульс деп фотоэффект емес, мүмкін еркін электроне. Докажем бұл “қарама-қайшылық”: мысалы, мұндай процесс болуы мүмкін. Сонда сақталу заңдары былай болады

Осыдан аламыз теңдеуі 1 − β = √1−, β2, ол екі тамыры β = 0 және β = 1. Оның бірі сәйкес келеді Сол = hν = 0, ал екінші емес, физикалық мағынасы үшін бөлшектердің массасы нөлден ерекшеленетін.
Тағы мөлшелері бұл дәлелдеме көрінеді үшін нерелятивистского жағдайы: hν = mev2/2 және hν/c = mev. Жүйесін шешу әкеледі білдіруге v = 2с, ол мүмкін емес.
Осылайша, еркін электрон жоқ жұтуы мүмкін фотон. Фотоэффект үшін нақты байланыс электрона с атомом берілетін импульс бөлігі фотон. Фотоэффект мүмкін тек байланысты электроне. Аз болған сайын байланыс энергиясы электрона с атомом салыстырғанда энергиясын фотон, кем ықтимал фотоэффект. Бұл жағдай анықтайды барлық негізгі қасиеттері фотоэффект:

a) жүріс қималы энергиясын фотон − σф(hν) ,
b) ара қатынасы ықтималдықтар фотоэффект-әртүрлі электрондық қабықшаларында,
c) тәуелділік қимасының жылғы Z ортаның.

Сур.3.2. Тәуелділік тиімді қимасының фотоэффект жылғы фотондар энергиясы
a) күріш.3.2 бейнеленген тәуелділік тиімді қимасының фотоэффект жылғы энергиясымен фотондар. Егер фотон энергиясы үлкен салыстырғанда энергиясымен байланысты электрондардың атоме болса, онда фотоэффект қимасы ққ тез убывает ұлғаюымен энергиясын фотон. Кезінде Ii << hν < mec2 σф ~ (hν)-3.5.
Кезінде hν > mec2 σф ~ (hν)-1.
Қарай кему hν, т. е. өсу байланыстыру электрондардың Ik /hν, қимасы процесінің тез өсіп болғанша энергиясы фотон болады тең энергия Ik. Кезінде hν < Ik фотоэффект ” K-қабықта атомы айналады мүмкін емес, фотоэффект қимасы анықталатын болады тек қарым-фотондар с электронами L, М және т. б. қабықшалар. Бірақ бұл электрондар байланысты өзегі қарағанда әлсіздеу
K-электрондар. Сондықтан, тең энергияда фотондар ықтималдығы фотоэффект L-электронах көп аз K-электронах. Байланысты σф(hν) байқалатын болады күрт секіру. Кейін
hν < Ik қайтадан σф бастайды, өсе отырып, сатылық азаюына hν, өйткені артады салыстырмалы байланыстылық электрона L/hν, және т. б.
b) Формулалар үшін фотоэффект қимасының арналған K-электронах әдістерімен алынған кванттық электродинамика және расталған сынақ бар түрі:
Қарым-қатынас фотоэффект қимасының әр түрлі қабығында өнімділігі мынадай:

Сондықтан есептеу кезінде толық қимасының фотоэффект, әдетте, пайдаланылады қатынасы:

с) осы формуланың көрінеді күшті тәуелділік σф жылғы Z ортаның σф ~ Z . Бұл түсінікті де, себебі өкпе элементтері электрондары байланысты кулоновскими күшімен ядро қарағанда әлсіздеу ауыр. Ауыр заттар фотоэффект басты себебі болып табылады сіңіру жұмсақ фотондар.
Бұрыштық бөлу фотоэлектронов яғни есеп айырысу жолымен келген формула үшін дифференциалдық қималары. Одан шығатыны, фотоэлектроны бөлінуі симметриялық түрде заңға ~ cos2φ қатысты бағыттары электрлік векторының vec_E құлау электромагниттік толқындар. Сонымен қатар, бұрыштық бөлу айтарлықтай тәуелді энергия фотоэлектронов. “Нерелятивистском жағдайда Ғана << мес2 (β << 1) қарқындылығы фотоэлектронов максималды жазықтық поляризация векторлардың vec_E және vec_Hфотона, т. е. жазықтықта перпендикуляр қозғалыс бағыты фотон. Үлкен энергияда Сол > мес2 бұрышы, астында қарқындылығы фотоэлектронов максималды азаяды, әрі көп электрондар энергиясы, соғұрлым бұрышы олардың ұшу салыстырғанда қозғалыс бағытымен фотон, бұрыштық бөлу яғни вытянутым алға.

3.3. Комптон-эффект

Өзара іс-қимыл фотондар зат әкелуі мүмкін, олардың рассеянию жоқ сіңіру. Шашырау екі түрі болуы мүмкін: 1) өзгеріссіз, ұзындығы (когерентное шашырау, томсоновское, классикалық) және 2) өзгеруіне толқын ұзындығы (некогерентное, комптоновокое шашырау).

1. Томсоновское шашырау жүреді, егер hν < Іі (λ ~10-8 см). Бұл жағдайда, атом қабылданады фотоном “біртұтас ретінде” фотон энергиясымен алмасады және импульс барлық атомом. Өйткені атомның массасы өте жоғары салыстырғанда эквивалентті фотон hν/c болса , онда қайтарым бұл жағдайда, іс жүзінде жоқ. Сондықтан шашырау фотондар жүреді, олардың энергиясын, т. е. когерентно.
Деп санауға болады көзі шашыраған сәулені болып табылады байланысты электрондар атомның, олар келеді резонанстық тербелістер әсерінен құлайтын сәуле және, осының салдарынан, радиациялық жатыр фотоны осындай жиілік. Қимасы томсоновского шашырау байланысты шашырау бұрышының фотон 0: