Física moderna
Dispersió de Compton a 45°
Angle intermedi: l'energia del fotó dispersat baixa moderadament.
Dispersió de Compton a 45° — simulació interactiva de Física moderna. Angle intermedi: l'energia del fotó dispersat baixa moderadament. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Angle de Compton
Angle intermedi: l'energia del fotó dispersat baixa moderadament.
En angles intermedis el desplaçament Δλ = λ_C(1 − cos θ) queda entre 0 i 2λ_C. L'energia i la quantitat de moviment es comparteixen entre el fotó dispersat i l'electró de retrocés: cap partícula no queda en repòs després de la col·lisió. Fes servir θ = 45° com a pont entre els límits rasant i de retrodispersió.
- Δλ = λ_C(1−cos θ)
- Desplaçament d'energia
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
En angles de dispersió petits, un fotó amb prou feines canvia de direcció. Es fa també menyspreable el seu desplaçament de longitud d'ona quan l'angle s'acosta a zero?
Prediccions a valorar
- Sí: quan θ → 0°, (1 − cos θ) → 0, o sigui que el desplaçament de longitud d'ona desapareix per a un fotó que tot just es dispersa.
- El desplaçament es queda aproximadament constant fins i tot en angles petits.
- El desplaçament de fet creix en angles petits.
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 45°» i prem Restableix. La longitud d'ona incident dels raigs X és 0.08 nm; l'angle de dispersió és fix a 45°.
- Activa la lectura de desplaçament de longitud d'ona.
- Defineix l'angle de dispersió per a cada prova (angles petits) i enregistra el desplaçament de longitud d'ona.
Equació governant
Desplaçament de Compton en angles petits — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
Quan θ → 0°, (1 − cos θ) → 0, i per tant Δλ → 0: un fotó que tot just canvia de direcció tot just perd energia, coherent amb la conservació de la quantitat de moviment per a una col·lisió gairebé intacta.
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 el desplaçament s'encongeix quan θ disminueix.
- Explica per què un fotó gairebé no desviat (θ petit) transfereix molt poca quantitat de moviment a l'electró, i per tant perd molt poca energia: d'aquí el desplaçament minúscul de longitud d'ona.
On apareix això més enllà del laboratori
- A diferència de la longitud d'ona incident d'aquest experiment (0.08 nm, diferent dels 0.05 nm de compton-90), el DESPLAÇAMENT Δλ en qualsevol angle donat seria idèntic entre els dos experiments. Explica per què la fórmula de Compton fa el desplaçament independent de la longitud d'ona del fotó entrant.
- En angles molt petits, Δλ es fa difícil de mesurar experimentalment contra la longitud d'ona incident (molt més gran). Explica per què els experiments de dispersió de Compton fan servir típicament raigs X de longitud d'ona curta en lloc de llum visible, on un desplaçament ja minúscul d'escala picomètrica seria encara menys perceptible.
- 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 45
- Selecciona la configuració de Compton
- Prem Reprodueix
- L'angle fixa la pèrdua d'energia
- 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 →