Комптоново разсейване: максимум при обратно разсейване

1 · Предскажи

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?

• 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.

2 · Постановка

1. Отвори настройката Комптон 180 и натисни Нулирай. Дължината на вълната на падащия рентген е 0.05 nm; ъгълът на разсейване е фиксиран на 180°.
2. Включи показанието за отместване на дължината на вълната.
3. Задай ъгъла на разсейване за всеки опит (приближавайки 180°) и запиши отместването на дължината на вълната.

3 · Събери данни

Чертай Δλ (ос y) спрямо ъгъла на разсейване θ (ос x) за трите си опита. Изглежда ли, че се изравнява близо до 180°?

4 · Анализирай

1. 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.
2. 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.

5 · Надгради

1. 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.
2. При θ = 0° (никакво разсейване) какво би било равно Δλ? Има ли това физически смисъл за фотон, който не взаимодейства?

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат