Ursprunglig fråga:
Hej hej! Jag har några frågor som det vore bra att få svar på. :)

1. Kan fria elektroner sända ut fotoner? Och vad är det som krävs för att det ska hända i så fall? I min fysikbok står det nämligen, om jag har förstått det rätt, att accelererande elektroner sänder ut elektromagnetisk strålning, men hur gör de det?

2. Tre olika sätt som fotoner interagerar med materia är Comptonspridning, den fotoelektriska effekten och parbildning, men finns det fler sätt än dessa?

Vad för typ av reflektioner är det t.ex. som sker då man arbetar med geometrisk optik? Hur kan man få ihop partikelmodellen med vågläran vad gäller brytningsvinkel och reflektionsvinkel? Från högstadiet har jag även något minne av att "fotoner kan excitera elektroner, vilka sedan återvänder till en lägre energinivå och avger en foton med samma energi", men jag lyckas inte hitta någon information om en sådan process i min gymnasiefysikbok. Finns det sådana processer? Eller är detta någon version av den fotoelektriska effekten då den infallande fotonen inte har tillräckligt med energi för utträdesarbetet som elektronen i materialet kräver (ja vad händer i så fall egentligen?)?

Tack så jättemycket!
/Aletta C, Donnergymnasiet, Göteborg

Svar:
1 Nej. Det strider mor bevarandet av energi/rörelsemängd. Elektroner som accelereras (avböjs) av elektriska eller magnetiska fält sänder ut fotoner som kallas bromsstrålning eller synkrotronstrålning, se Bremsstrahlung . Energin för att skapa fotoner tas alltså från elektronens rörelseenergi. Men elektroner som påverkas är ju inte fria.

2 Först måste man bestämma vilken energi av elektromagnetisk strålning vi talar om. För de tre processerna du nämner är det frågan om relativt höga energier, över 100 keV. Nej, det är de tre processer som förekommer för fotoner med hög energi. Om fotonen har mycket hög energi bildas energetiska partiklar som på olika sätt växelverkar med den omgivande materien. En process är tjerenkovstrålning, se fråga 1732 .

Fotoner av rätt energi kan excitera atomer och molekyler, men då är det vanligtvis frågan om lägre fotonenergi, t.ex. synligt ljus. Det är så ett absorptionsspektrum uppkommer, se fråga 176 .
/Peter E