Dispersió de Compton: desplaçament màxim a retrodispersió

1 · Prediu

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?

• 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.

2 · Configura

1. 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°.
2. Activa la lectura de desplaçament de longitud d'ona.
3. Defineix l'angle de dispersió per a cada prova (acostant-te a 180°) i enregistra el desplaçament de longitud d'ona.

3 · Recull dades

Representa Δλ (eix y) contra l'angle de dispersió θ (eix x) per a les tres proves. Sembla que s'estabilitzi a prop de 180°?

4 · Analitza

1. 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.
2. 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.

5 · Amplia

1. 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.
2. A θ = 0° (cap dispersió), què valdria Δλ? Té sentit físic per a un fotó que no interactua?

La física al darrere d'aquest experiment

← Torna a l'experiment

138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles