Bei Experimenten der Kern- und Teilchenphysik ist neben den Fragen nach Art und Ort einer Wechselwirkung die Frage nach dem Impuls und der Energie der Reaktionsprodukte besonders wichtig. In der Teilchenphysik bezeichnet man die Detektoren, die die Energie eines einlaufenden Teilchens messen als[Kalorimeter](https://de.wikipedia.org/wiki/Kalorimeter_(Teilchenphysik)). In diesem Versuch untersuchen Sie die Energie hoch-energetischer Photonen aus dem $\gamma$-Zerfall verschiedener radioaktiver Präparate. Der Nachweis erfolgt mit Hilfe eines [Szintillationszählers](https://de.wikipedia.org/wiki/Szintillationsz%C3%A4hler), bestehend aus einem Thallium-dotierten $\mathrm{NaJ}$-Einkristall, mit dem Sie die Energie $E_{\gamma}$ des einlaufenden Photons $\gamma$ bestimmen können. Bei $\mathrm{NaJ}$ handelt es sich um einen [Szintillator](https://de.wikipedia.org/wiki/Szintillator), der beim Durchgang geladener Teilchen selbst zur Emission von Photonen angeregt wird. Die vom Szintillator emittierten Photonen haben eine um mehrere Größenordnungen niedrigere Energie als $E_{\gamma}$, deren exakter Wert $\Delta E$ vom Material des Szintillators abhängt. Ein Photon kann durch drei verschiedene Prozesse mit Materie in Wechselwirkung treten:
Bei Experimenten der Kern- und Teilchenphysik ist neben den Fragen nach Art und Ort einer Wechselwirkung die Frage nach dem Impuls und der Energie der Reaktionsprodukte besonders wichtig. In der Teilchenphysik gibt es unterschiedliche Detektoren, die die Energie eines einlaufenden Teilchens messen. Ein prominentes Beispiel sind[Kalorimeter](https://de.wikipedia.org/wiki/Kalorimeter_(Teilchenphysik)), die die im Detektor deponierte Energie messen. Dazu wird das Teilchen im Detektor komplett abgebremst und deponierte Energie gemessen. Bei niederenergetischen Teilchen führt die deponierte Energie zu einer Erwärmung des Detektors, die gemessen wird. In diesem Versuch untersuchen Sie die Energie hoch-energetischer Photonen aus dem $\gamma$-Zerfall verschiedener radioaktiver Präparate. Der Nachweis erfolgt mit Hilfe eines [Szintillationszählers](https://de.wikipedia.org/wiki/Szintillationsz%C3%A4hler), bestehend aus einem Thallium-dotierten $\mathrm{NaJ}$-Einkristall, mit dem Sie die Energie $E_{\gamma}$ des einlaufenden Photons $\gamma$ bestimmen können. Bei $\mathrm{NaJ}$ handelt es sich um einen [Szintillator](https://de.wikipedia.org/wiki/Szintillator), der beim Durchgang geladener Teilchen selbst zur Emission von Photonen angeregt wird. Die vom Szintillator emittierten Photonen haben eine um mehrere Größenordnungen niedrigere Energie als $E_{\gamma}$, deren exakter Wert $\Delta E$ vom Material des Szintillators abhängt. Ein Photon kann durch drei verschiedene Prozesse mit Materie in Wechselwirkung treten:
-[Photoeffekt](https://de.wikipedia.org/wiki/Photoelektrischer_Effekt): das Photon schlägt ein Elektron aus der Hülle eines Atoms aus, dabei geht die gesamte Energie des Photons auf das Elektron über;
-[Photoeffekt](https://de.wikipedia.org/wiki/Photoelektrischer_Effekt): das Photon schlägt ein Elektron aus der Hülle eines Atoms, dabei geht die gesamte Energie des Photons auf das Elektron über;
-[Compton-Effekt](https://de.wikipedia.org/wiki/Compton-Effekt): das Photon wird elastisch an einem Elektron in der Hülle eines Atoms gestreut, d.h. das gestreute Elektron nimmt einen Teil der Energie des einfallenden Photons ($\gamma$) auf, ein Photon ($\gamma^{\prime}$) niedrigerer Energie wird dabei emittiert; und
-[Compton-Effekt](https://de.wikipedia.org/wiki/Compton-Effekt): das Photon wird elastisch an einem Elektron in der Hülle eines Atoms gestreut, d.h. das gestreute Elektron nimmt einen Teil der Energie des einfallenden Photons ($\gamma$) auf, ein Photon ($\gamma^{\prime}$) niedrigerer Energie wird dabei emittiert; und
-[Paarbildung](https://de.wikipedia.org/wiki/Paarbildung_(Physik)): das Photon zerfällt, im elektromagnetischen Feld, z.B. eines Atomkerns, in ein Elektron-Positron-Paar, die Energie des Photons geht dabei zu gleichen Teilen auf das Elektron und das Positron über.
-[Paarbildung](https://de.wikipedia.org/wiki/Paarbildung_(Physik)): das Photon zerfällt, im elektromagnetischen Feld, z.B. eines Atomkerns, in ein Elektron-Positron-Paar, die Energie des Photons geht dabei zu gleichen Teilen auf das Elektron und das Positron über.
