Съвременна физика
Обратно разсейване на Комптон (180°)
При θ = 180° отместването на дължината на вълната е максимално (2λ_C).
Обратно разсейване на Комптон (180°) — интерактивна симулация Съвременна физика. При θ = 180° отместването на дължината на вълната е максимално (2λ_C). Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.
Обратно разсейване
При θ = 180° отместването на дължината на вълната е максимално (2λ_C).
Обратното разсейване при θ = 180° дава максималното комптоново отместване Δλ_max = 2λ_C, защото cos 180° = −1. Падащият фотон дарява най-много импулс на отскачащия електрон; разсейваният фотон излиза с най-дългата вълна и най-ниска енергия. Сравни тази граница с по-малките ъгли на сцената.
- Δλ_max = 2λ_C
- θ = 180°
Резюме на изследването
Планирай въпроса, преди да отвориш лабораторията
Краткото описание повтаря пререндерираната страница: водещият въпрос, съперничещите предсказвания, ролите на променливите, управляващите закони, постановката, анализът и разширяващите подсказки остават видими и в този ред.
Водещ въпрос
Фотон, разсейван право назад (180°), предава най-много възможен импулс на електрона, който удря. Дава ли този случай на обратно разсейване най-голямото възможно комптоново отместване?
Предсказвания за преценка
- Максимумът на отместването се случва на друг ъгъл.
- Отместването е същото на всички ъгли, включително 180°.
- Да — обратно разсейване 180° максимизира (1 − cos θ), давайки най-голямото възможно отместване за всеки ъгъл.
Роли на променливите
Какво задаваш ти:
- Ъгъл на разсейване θ (°)
Какво измерваш:
- Отместване на дължината на вълната Δλ (pm)
Как протича изследването
- Отвори настройката Комптон 180 и натисни Нулирай. Дължината на вълната на падащия рентген е 0.05 nm; ъгълът на разсейване е фиксиран на 180°.
- Включи показанието за отместване на дължината на вълната.
- Задай ъгъла на разсейване за всеки опит (приближавайки 180°) и запиши отместването на дължината на вълната.
Управляващо уравнение
Комптоново отместване при обратно разсейване — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
Комптоновата формула Δλ = (h/m_ec)(1 − cos θ) е максимизирана при θ = 180°, където (1 − cos θ) = 2, давайки най-голямото възможно отместване: Δλ_max = 2h/(m_ec) ≈ 4.85 pm.
Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист
- За един опит изчисли Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). Сравни с таблицата. Потвърди, че θ = 180° дава Δλ = 2h/(m_ec), максималната възможна стойност.
- Обясни, с (1 − cos θ), защо 180° дава максимума: cos(180°) = −1, така че (1 − cos θ) достига най-голямата си възможна стойност 2 на този ъгъл.
Къде това се появява извън лабораторията
- При 180° фотонът обръща посоката си изцяло, предавайки максималния възможен импулс на електрона (запазване на импулса). Обясни защо максималното предаване на импулс съответства на максимална загуба на енергия (а оттам максимално нарастване на дължината на вълната) за фотона.
- При θ = 0° (никакво разсейване) какво би било равно Δλ? Има ли това физически смисъл за фотон, който не взаимодейства?
- AP Physics 2 — Unit 15: Modern Physics
- IB Physics — E.2 Quantum physics
- General High School Physics — Modern physics intro
- NGSS High School Physics — Wave-particle duality of light
- Добре дошъл при Комптон 180
- Избери постановката на Комптон
- Натисни Пусни
- Максимално комптоново отместване
- Отвори панела Свойства
- Справи се!
Отвори интерактивната симулация, за да изградиш сцената, натисни Пусни и разгледай с живи измервания и насочено упътване.
Отвори интерактивната лаборатория →