فیزیک نوین
پسپراکنش کامپتون (180°)
در θ = 180° جابهجایی طول موج بیشینه است (2λ_C).
پسپراکنش کامپتون (180°) — شبیهسازی تعاملی فیزیک نوین. در θ = 180° جابهجایی طول موج بیشینه است (2λ_C). آزمایشگاه مجازی فیزیکِ رایگانِ مرورگری با اندازهگیریهای زندهٔ SI و آموزش هدایتشده.
پسپراکنش
در θ = 180° جابهجایی طول موج بیشینه است (2λ_C).
پسپراکنش در θ = 180° بیشینهٔ جابهجایی کامپتون Δλ_max = 2λ_C را میدهد، چون cos 180° = −1. فوتون فروافتان بیشترین تکانه را به الکترون پسزننده میبخشد؛ فوتون پراکنده با بلندترین طول موج و کمترین انرژی بیرون میآید. این حد را با زوایای کوچکتر روی صحنه مقایسه کنید.
- Δλ_max = 2λ_C
- θ = 180°
خلاصهٔ پژوهش
پرسش را پیش از بازکردن آزمایشگاه برنامهریزی کنید
این خلاصه همان صفحهٔ از پیش رندرشده است: پرسش محوری، پیشبینیهای رقیب، نقش متغیرها، قوانین حاکم، برپاسازی، تحلیل و پرسشهای گسترش — به همین ترتیب و همیشه در دید میمانند.
پرسش محوری
فوتونی که کامل به عقب پراکنده میشود (180°) بیشترین تکانهٔ ممکن را به الکترونی که میزند میدهد. آیا این حالت پسپراکنش، بزرگترین جابهجایی ممکن طول موج کامپتون را میدهد؟
پیشبینیهایی که باید سنجیده شوند
- بیشینهٔ جابهجایی در زاویهٔ دیگری رخ میدهد.
- جابهجایی در همهٔ زاویهها از جمله 180° همان است.
- بله — پسپراکنش 180° مقدار (1 − cos θ) را بیشینه میکند و بزرگترین جابهجایی ممکن طول موج را برای هر زاویهای میدهد.
نقش متغیرها
آنچه شما تنظیم میکنید:
- زاویهٔ پراکندگی θ (°)
آنچه اندازه میگیرید:
- جابهجایی طول موج Δλ (pm)
پژوهش چگونه اجرا میشود
- پیشتنظیم کامپتون-180 را باز کنید و Reset بزنید. طول موج پرتو رسیده 0.05 nm است؛ زاویهٔ پراکندگی ثابت 180°.
- قرائت جابهجایی طول موج را فعال کنید.
- زاویهٔ پراکندگی را برای هر آزمایش (نزدیکشونده به 180°) تنظیم کنید و جابهجایی طول موج را ثبت کنید.
معادلهٔ حاکم
جابهجایی کامپتون در پسپراکنش — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
فرمول کامپتون Δλ = (h/m_ec)(1 − cos θ) در θ = 180° بیشینه میشود، جایی که (1 − cos θ) = 2 است و بزرگترین جابهجایی طول موج ممکن را میدهد: Δλ_max = 2h/(m_ec) ≈ 4.85 pm.
برگهٔ کار چاپی از دانشآموزان چه میخواهد به دست آورند
- برای یک آزمایش، Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ) را حساب کنید. با جدول مقایسه کنید. تأیید کنید θ = 180° مقدار Δλ = 2h/(m_ec) میدهد، یعنی بیشترین مقدار ممکن.
- با استفاده از (1 − cos θ) توضیح دهید چرا 180° بیشترین جابهجایی را میدهد: cos(180°) = −1 است، پس (1 − cos θ) در همان زاویه به بزرگترین مقدار ممکن یعنی 2 میرسد.
کجا غیر از آزمایشگاه خودش را نشان میدهد
- در 180° فوتون کامل جهتش را وارونه میکند و بیشترین تکانهٔ ممکن را به الکترون میدهد (پایستگی تکانه). توضیح دهید چرا بیشینهٔ انتقال تکانه با بیشینهٔ اتلاف انرژی (و پس بیشینهٔ افزایش طول موج) فوتون متناظر است.
- در θ = 0° (اصلاً بدون پراکندگی) Δλ برابر چه میشود؟ آیا این برای فوتونی که برهمکنشی ندارد، از نظر فیزیکی منطقی است؟
- 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
- به کامپتون 180 خوش آمدید
- انتخاب چیدمان کامپتون
- Play را بفشارید
- بیشینهٔ جابهجایی کامپتون
- پنل ویژگیها را باز کنید
- انجامش دادید!
شبیهسازی تعاملی را باز کنید تا صحنه را بسازید، Play را بفشارید و با اندازهگیریهای زنده و آموزش هدایتشده کاوش کنید.