Física moderna
Dispersió de Compton cap enrere (180°)
A θ = 180° el desplaçament de longitud d'ona és màxim (2λ_C).
Dispersió de Compton cap enrere (180°) — simulació interactiva de Física moderna. A θ = 180° el desplaçament de longitud d'ona és màxim (2λ_C). Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Retrodispersió
A θ = 180° el desplaçament de longitud d'ona és màxim (2λ_C).
La retrodispersió a θ = 180° dóna el desplaçament de Compton màxim Δλ_max = 2λ_C, perquè cos 180° = −1. El fotó incident cedeix el màxim de quantitat de moviment a l'electró de retrocés; el fotó dispersat surt amb la longitud d'ona més llarga i l'energia més baixa. Compara aquest límit amb angles més petits a l'escenari.
- Δλ_max = 2λ_C
- θ = 180°
Resum de la investigació
Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori
El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.
Pregunta conductora
Un fotó que es dispersa directament cap enrere (180°) transfereix el màxim de quantitat de moviment possible a l'electró que toca. Dóna aquest cas de retrodispersió el desplaçament de Compton més gran possible?
Prediccions a valorar
- El desplaçament màxim passa en algun altre angle.
- El desplaçament és el mateix a tots els angles, 180° inclòs.
- Sí: la retrodispersió a 180° maximitza (1 − cos θ), donant el desplaçament de longitud d'ona més gran possible per a qualsevol angle.
Rols de les variables
El que tu defines:
- Angle de dispersió θ (°)
El que tu mesures:
- Desplaçament de longitud d'ona Δλ (pm)
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit «Dispersió de Compton a 180°» i prem Restableix. La longitud d'ona incident dels raigs X és 0.05 nm; l'angle de dispersió és fix a 180°.
- Activa la lectura de desplaçament de longitud d'ona.
- Defineix l'angle de dispersió per a cada prova (acostant-te a 180°) i enregistra el desplaçament de longitud d'ona.
Equació governant
Desplaçament de Compton a retrodispersió — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
La fórmula de Compton Δλ = (h/m_ec)(1 − cos θ) es maximitza a θ = 180°, on (1 − cos θ) = 2, donant el desplaçament de longitud d'ona més gran possible: Δλ_max = 2h/(m_ec) ≈ 4.85 pm.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Per a una prova, calcula Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). Compara-ho amb la taula. Confirma que θ = 180° dóna Δλ = 2h/(m_ec), el valor màxim possible.
- Explica, amb (1 − cos θ), per què 180° dóna el desplaçament màxim: cos(180°) = −1, de manera que (1 − cos θ) assoleix el seu valor més gran possible, 2, en aquell angle.
On apareix això més enllà del laboratori
- A 180°, el fotó inverteix completament la direcció, transferint el màxim de quantitat de moviment possible a l'electró (conservació de la quantitat de moviment). Explica per què la transferència màxima de quantitat de moviment correspon a la pèrdua màxima d'energia (i per tant l'augment màxim de longitud d'ona) del fotó.
- A θ = 0° (cap dispersió), què valdria Δλ? Té sentit físic per a un fotó que no interactua?
- 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
- Benvingut a Compton 180
- Selecciona la configuració de Compton
- Prem Reprodueix
- Desplaçament de Compton màxim
- Obre el panell de Propietats
- Ho has aconseguit!
Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.
Obre el laboratori interactiu →
Descarrega el full de treball →