Pregunta: Las reacciones de fusión nuclear en el centro del sol producen fotones de rayos gamma con energías del orden de 1 MeV (106 eV). Por el contrario, lo que vemos emanar de la superficie del sol son fotones de luz visible con longitudes de onda del orden de 500 nm. Un modelo simple que explica esta diferencia en la longitud de onda es que un fotón experimenta la

Las reacciones de fusión nuclear en el centro del sol producen fotones de rayos gamma con energías del orden de 1 MeV (106 eV). Por el contrario, lo que vemos emanar de la superficie del sol son fotones de luz visible con longitudes de onda del orden de 500 nm. Un modelo simple que explica esta diferencia en la longitud de onda es que un fotón experimenta la dispersión Compton muchas veces (de hecho, unas 1026 veces, como sugieren los modelos del interior solar) mientras viaja desde el centro del sol hasta su superficie.

Parte A

Estime el aumento en la longitud de onda de un fotón en un evento de dispersión Compton promedio.

Parte B

Encuentre el ángulo en grados a través del cual se dispersa el fotón en el evento de dispersión descrito en la parte (a). ( Sugerencia: una aproximación útil es cos ϕ ≈1− ϕ 2/2, que es válida para ϕ ≪1. Tenga en cuenta que ϕ está en radianes en esta expresión).

Parte C

Se estima que un fotón tarda unos 106 años en viajar desde el núcleo hasta la superficie del sol. Encuentre la distancia promedio que la luz puede viajar dentro del interior del sol sin dispersarse. (Esta distancia es aproximadamente equivalente a qué tan lejos podrías ver si estuvieras dentro del sol y pudieras sobrevivir a las temperaturas extremas allí. Como muestra tu respuesta, el interior del sol es muy opaco).