Nüüdisaegne füüsika
Comptoni tagasihajumine (180°)
θ = 180° juures on lainepikkuse nihe maksimaalne (2λ_C).
Comptoni tagasihajumine (180°) — interaktiivne Nüüdisaegne füüsika simulatsioon. θ = 180° juures on lainepikkuse nihe maksimaalne (2λ_C). Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.
Tagasihajumine
θ = 180° juures on lainepikkuse nihe maksimaalne (2λ_C).
Tagasihajumine θ = 180° juures annab maksimaalse Comptoni nihke Δλ_max = 2λ_C, sest cos 180° = −1. Langev footon annab tagasilöövasse elektroni kõige rohkem impulssi; hajunud footon väljub pikima lainepikkuse ja madalaima energiaga. Võrdle seda piiri väiksemate nurkadega laval.
- Δλ_max = 2λ_C
- θ = 180°
Uurimise kokkuvõte
Planeeri küsimus enne labori avamist
Kokkuvõte peegeldab eelrenderdatud lehte: juhtküsimus, konkureerivad ennustused, muutujate rollid, juhtivad seadused, seadistus, analüüs ja laiendusärgitused jäävad nähtavale ja selles järjekorras.
Juhtküsimus
Footon, kes hajub sirgelt tagasi (180°), annab üle kõige võimaliku impulsi elektronile, keda ta tabab. Kas see tagasihajumise juht annab suurima võimaliku Comptoni lainepikkuse nihke?
Kaalutavad ennustused
- Maksimaalne nihe juhtub mõnel teisel nurgal.
- Nihe on sama kõigil nurkadel, kaasa arvatud 180°.
- Jah — 180° tagasihajumine maksimeerib (1 − cos θ), andes suurima võimaliku lainepikkuse nihke igal nurgal.
Muutujate rollid
Mida sina sead:
- Hajumisnurk θ (°)
Mida sa mõõdad:
- Lainepikkuse nihe Δλ (pm)
Kuidas uurimustöö käib
- Ava compton-180 eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Sissetungiva röntgenkiirguse lainepikkus on 0,05 nm; hajumisnurk on fikseeritud 180°.
- Lülita sisse lainepikkuse nihke näit.
- Sea iga katse jaoks hajumisnurk (180°-le lähenevalt) ja kirjuta üles lainepikkuse nihe.
Juhtiv võrrand
Comptoni nihe tagasihajumisel — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
Comptoni valem Δλ = (h/m_ec)(1 − cos θ) on maksimeeritud nurgal θ = 180°, kus (1 − cos θ) = 2, andes suurima võimaliku lainepikkuse nihke: Δλ_max = 2h/(m_ec) ≈ 4.85 pm.
Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib
- Arvuta ühes katses Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). Võrdle tabeliga. Kinnita, et θ = 180° annab Δλ = 2h/(m_ec), suurima võimaliku väärtuse.
- Selgita (1 − cos θ) abil, miks 180° annab maksimaalse nihke: cos(180°) = −1, seega (1 − cos θ) jõuab oma suurimale võimalikule väärtusele 2 sellel nurgal.
Kus see laborist kaugemale ilmneb
- Nurgal 180° pöörab footoni suuna täielikult ümber, andes üle maksimaalse võimaliku impulsi elektronile (impulsi jäävus). Selgita, miks maksimaalne impulsi ülekanne vastab maksimaalsele energiakao (ja seega maksimaalsele lainepikkuse kasvule) footoni jaoks.
- Nurgal θ = 0° (hajumist üldse pole), mida Δλ võrduks? Kas see on füüsiliselt mõistlik footoni jaoks, kes ei interakteeru?
- 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
- Tere tulemast Compton 180 juurde
- Vali Comptoni seadistus
- Vajuta Esita
- Maksimaalne Comptoni nihe
- Ava Omaduste paneel
- Said hakkama!
Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.