Комптоново разсейване: сравнение при малък ъгъл

1 · Предскажи

При малки ъгли на разсейване фотон едва променя посоката си. Става ли и отместването на дължината на вълната му нищожно малко, когато ъгълът приближава нула?

• Да — при θ → 0°, (1 − cos θ) → 0, така че отместването изчезва за фотон, който едва се разсейва.
• Отместването стои приблизително постоянно дори при малки ъгли.
• Отместването всъщност расте при малки ъгли.

2 · Постановка

1. Отвори настройката Комптон 45 и натисни Нулирай. Дължината на вълната на падащия рентген е 0.08 nm; ъгълът на разсейване е фиксиран на 45°.
2. Включи показанието за отместване на дължината на вълната.
3. Задай ъгъла на разсейване за всеки опит (малки ъгли) 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.

4 · Анализирай

1. За един опит изчисли Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). Сравни с таблицата. Потвърди, че отместването се свива с намаляване на θ.
2. Обясни защо почти-неотклонен фотон (малко θ) предава много малко импулс на електрона и следователно губи много малко енергия — откъдето и миниатюрното отместване на дължината на вълната.

5 · Надгради

1. За разлика от падащата дължина на вълната на този експеримент (0.08 nm, различна от 0.05 nm на Комптон 90), отместването Δλ на който и да е ъгъл би било идентично между двата експеримента. Обясни защо Комптоновата формула прави отместването независимо от дължината на вълната на входящия фотон.
2. При много малки ъгли Δλ става трудна за измерване експериментално спрямо (много по-голямата) падаща дължина на вълната. Обясни защо комптоновите експерименти обикновено ползват късовълнов рентген вместо видима светлина, където вече миниатюрното пикометрово отместване би било още по-незабележимо.

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат