Física moderna
Dispersión Compton a 45°
Ángulo intermedio — la energía del fotón dispersado baja moderadamente.
Dispersión Compton a 45° — simulación interactiva de Física moderna. Ángulo intermedio — la energía del fotón dispersado baja moderadamente. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.
Ángulo de Compton
Ángulo intermedio: la energía del fotón dispersado disminuye moderadamente.
Ángulo intermedio: la energía del fotón dispersado disminuye moderadamente.
- Dispersión Compton Δλ = λ_C(1−cos θ)
- Cambio de energía
Informe de investigación
Planifique la pregunta antes de abrir el laboratorio.
El resumen refleja la página prerenderizada: la pregunta guía, las predicciones contrapuestas, los roles de las variables, las leyes que rigen, la preparación y las indicaciones de análisis y extensión permanecen visibles y en este orden.
Pregunta de conducción
En ángulos de dispersión pequeños, un fotón apenas cambia de dirección. ¿Su cambio de longitud de onda también se vuelve cada vez más pequeño cuando el ángulo se acerca a cero?
Predicciones para pesar
- Sí, como θ → 0°, (1 − cos θ) → 0, el cambio de longitud de onda desaparece para un fotón que apenas se dispersa.
- El cambio se mantiene más o menos constante incluso en ángulos pequeños.
- En realidad, el cambio aumenta en ángulos pequeños.
Roles variables
Lo que configuraste:
- Ángulo de dispersión θ (°)
Lo que mides:
- Desplazamiento de longitud de onda Δλ (pm)
Cómo se desarrolla la investigación
- Abra el preajuste compton-45 y presione Restablecer. La longitud de onda de los rayos X incidentes es 0.08 nm; el ángulo de dispersión se fija en 45°.
- Habilite la lectura del cambio de longitud de onda.
- Establezca el ángulo de dispersión para cada prueba (ángulos pequeños) y registre el cambio de longitud de onda.
Ecuación rectora
Cambio Compton en ángulos pequeños — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
Como θ → 0°, (1 − cos θ) → 0, entonces Δλ → 0: un fotón que apenas cambia de dirección apenas pierde energía, lo que es consistente con la conservación del momento para una colisión casi sin perturbaciones.
Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan
- Para una prueba, calcule Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). Compare con la tabla. Confirme que el desplazamiento se reduce a medida que θ disminuye.
- Explique por qué un fotón casi sin desviar (θ pequeño) transfiere muy poco momento al electrón y, por lo tanto, pierde muy poca energía; de ahí el pequeño cambio de longitud de onda.
¿Dónde aparece esto más allá del laboratorio?
- A diferencia de la longitud de onda incidente de este experimento (0.08 nm, diferente de 0.05 nm de compton-90), la longitud de onda SHIFT Δλ en cualquier ángulo dado sería idéntica entre los dos experimentos. Explique por qué la fórmula de Compton hace que el desplazamiento sea independiente de la longitud de onda del fotón entrante.
- En ángulos muy pequeños, Δλ se vuelve difícil de medir experimentalmente frente a la longitud de onda incidente (mucho mayor). Explique por qué los experimentos de dispersión Compton suelen usar rayos X de longitud de onda corta en lugar de luz visible, donde un desplazamiento ya de por sí diminuto, a escala de picómetros, sería aún menos 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
- Bienvenido a Compton 45°
- Selecciona el montaje de Compton
- Pulsa Reproducir
- El ángulo fija la pérdida de energía
- Abre el panel de estudio
- ¡Lo lograste!
Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.
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