Modern Physics
Compton scattering at 45°
Panggitnang anggulo — katamtaman ang pagbagsak ng enerhiya ng scattered photon.
Compton scattering at 45° — interactive na Modern Physics simulation. Panggitnang anggulo — katamtaman ang pagbagsak ng enerhiya ng scattered photon. Libreng browser-based virtual physics lab na may live na SI measurement at guided tutorial.
Compton angle
Katamtamang anggulo — katamtamang bumabagsak ang enerhiya ng scattered photon.
Sa mga katamtamang anggulo, ang wavelength shift na Δλ = λ_C(1 − cos θ) ay nasa pagitan ng 0 at 2λ_C. Napaghahati ang enerhiya at momentum sa pagitan ng scattered photon at recoiling electron; walang nakahimpil na particle pagkatapos ng banggaan. Gamitin ang θ = 45° bilang tulay sa pagitan ng grazing at backscatter na limitasyon.
- Δλ = λ_C(1−cos θ)
- Energy shift
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
Sa maliliit na scattering angle, bahagya lang nagbabago ng direksyon ang photon. Nawawala rin ba ang wavelength shift kapag lumapit sa zero ang anggulo?
Mga hulang timbangin
- Oo — kapag θ → 0°, (1 − cos θ) → 0, kaya nawawala ang wavelength shift para sa photon na bahagya lang nagkalat.
- Halos pareho pa rin ang shift sa maliliit na anggulo.
- Mas lumalaki pa ang shift sa maliliit na 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-45 preset at pindutin ang I-reset. Ang incident X-ray wavelength ay 0.08 nm; nakapirmi sa 45° ang scattering angle.
- I-enable ang wavelength-shift readout.
- Itakda ang scattering angle sa bawat trial (maliliit na anggulo) at itala ang wavelength shift.
Governing equation
Compton Shift sa Maliliit na Anggulo — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
Kapag θ → 0°, (1 − cos θ) → 0, kaya Δλ → 0: ang photon na bahagya lang nagbabago ng direksyon ay bahagya lang nawawalan ng enerhiya — konsistente sa momentum conservation para sa halos hindi naabala bang collision.
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 lumiliit ang shift habang bumababa ang θ.
- Ipaliwanag kung bakit halos walang momentum na naililipat sa electron ang photon na bahagya lang nadiskarte (maliit na θ), at kaya halos walang enerhiyang nawawala — kaya maliit na wavelength shift.
Saan ito lumilitaw lampas sa lab
- Hindi tulad ng incident wavelength ng experiment na ito (0.08 nm, naiiba sa 0.05 nm ng compton-90), magkapareho ang wavelength SHIFT Δλ sa anumang takdaang anggulo sa pagitan ng dalawang experiment. Ipaliwanag kung bakit ginagawa ng Compton formula na independyente sa wavelength ng papasok na photon ang shift.
- Sa napakaliit na anggulo, nahirapan nang masukat nang eksperimento ang Δλ laban sa (mas malaking) incident wavelength. Ipaliwanag kung bakit gumagamit ang Compton experiment ng maikling wavelength na X-ray sa halip na kitang liwanag, kung saan lilitaw pang mas hindi napapansin ang maliit na picometer-scale na shift.
- 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 45
- Piliin ang Compton setup
- Pindutin ang I-play
- Ang anggulo ang nagtatakda ng pagkawala ng enerhiya
- 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.