Modern Physics
Compton backscatter (180°)
Sa θ = 180°, maximal ang wavelength shift (2λ_C).
Compton backscatter (180°) — interactive na Modern Physics simulation. Sa θ = 180°, maximal ang wavelength shift (2λ_C). Libreng browser-based virtual physics lab na may live na SI measurement at guided tutorial.
Backscatter
Sa θ = 180°, ang wavelength shift ay pinakamataas (2λ_C).
Ang backscattering sa θ = 180° ay nagbibigay ng pinakamataas na Compton shift na Δλ_max = 2λ_C, dahil cos 180° = −1. Nagbibigay ang incident photon ng pinakamaraming momentum sa recoiling electron; lumalabas ang scattered photon na may pinakamahabang wavelength at pinakamababang enerhiya. Ihambing ang limitasyong ito sa mas maliliit na anggulo sa stage.
- Δλ_max = 2λ_C
- θ = 180°
Investigation brief
Iplano ang tanong bago mo buksan ang lab
Ang brief ay kapareho ng prerendered na page: driving question, magkatunggaling hula, papel ng variable, governing law, setup, pagtatasa at prompt ng pagpapalawak — nananatiling nakikita at sa ganitong pagkakasunod.
Pangunahing tanong
Ang photon na nagkakalat nang tuwid pabalik (180°) ang naglilipat ng pinakamaraming posibleng momentum sa electron na tinatamaan nito. Binibigay ba ng backscatter case ang pinakamalaking posibleng Compton wavelength shift?
Mga hulang timbangin
- Sa ibang anggulo nangyayari ang max shift.
- Pareho ang shift sa lahat ng anggulo kabilang ang 180°.
- Oo — ina-maximize ng 180° backscatter ang (1 − cos θ), na binibigay ang pinakamalaking posibleng wavelength shift para sa kahit anong anggulo.
Mga papel ng variable
Ang itinatakda mo:
- Scattering angle θ (°)
Ang sinusukat mo:
- Wavelength shift Δλ (pm)
Paano tumatakbo ang investigation
- Buksan ang compton-180 preset at pindutin ang I-reset. Ang incident X-ray wavelength ay 0.05 nm; nakapirmi sa 180° ang scattering angle.
- I-enable ang wavelength-shift readout.
- Itakda ang scattering angle sa bawat trial (palapit sa 180°) at itala ang wavelength shift.
Governing equation
Compton Shift sa Backscatter — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
Ang Compton formula na Δλ = (h/m_ec)(1 − cos θ) ay max sa θ = 180°, kung saan (1 − cos θ) = 2, na binibigay ang pinakamalaking posibleng wavelength shift: Δλ_max = 2h/(m_ec) ≈ 4.85 pm.
Ang hinihingi sa mga estudyante na kalkulahin ng napi-print na worksheet
- Para sa isang trial, kalkulahin ang Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). Ihambing sa table. Kumpirmahing ang θ = 180° ay nagbibigay ng Δλ = 2h/(m_ec), ang pinakamataas na posibleng value.
- Ipaliwanag, gamit ang (1 − cos θ), kung bakit 180° ang nagbibigay ng max shift: cos(180°) = −1, kaya ang (1 − cos θ) ay umaabot sa pinakamalaking posibleng value na 2 sa anggulong iyon.
Saan ito lumilitaw lampas sa lab
- Sa 180°, kumpleto na bumabaliktad ang direksyon ng photon, na inililipat ang pinakamataas na posibleng momentum sa electron (konserbasyon ng momentum). Ipaliwanag kung bakit ang max na paglilipat ng momentum ay tumutugma sa pinakamalaking pagkawala ng enerhiya (at kaya pinakamalaking paglaki ng wavelength) para sa photon.
- Sa θ = 0° (walang scattering), ano ang magiging Δλ? May pisikal na saysay ba ito para sa photon na hindi nakikialam?
- 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
- Mabuhay sa Compton 180
- Piliin ang Compton setup
- Pindutin ang I-play
- Pinakamataas na Compton shift
- Buksan ang Properties panel
- Nagawa mo ito!
Buksan ang interactive simulation para buuin ang scene, pindutin ang I-play, at tuklasin na may live na measurement at guided tutorial.