Diffusion Compton  : une comparaison à faible angle

1 · Prédire

Aux petits angles de diffusion, un photon change à peine de direction. Son décalage de longueur d'onde devient-il également infime à mesure que l'angle se rapproche de zéro ?

• Oui — comme θ → 0°, (1 − cos θ) → 0, donc le décalage de longueur d'onde disparaît pour un photon qui se diffuse à peine.
• Le décalage reste à peu près constant même sous de petits angles.
• Le décalage s’agrandit en réalité aux petits angles.

2 · Configurer

1. Ouvrez le préréglage compton-45 et appuyez sur Réinitialiser. La longueur d'onde des rayons X incidents est 0.08 nm  ; l'angle de diffusion est fixé à 45°.
2. Activez la lecture du décalage de longueur d’onde.
3. Réglez l’angle de diffusion pour chaque essai (petits angles) et enregistrez le décalage de longueur d’onde.

3 · Collecter les données

Tracez Δλ (axe y) par rapport à l'angle de diffusion θ (axe x) pour vos trois essais.

4 · Analyser

1. Pour un essai, calculez Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). Comparez avec le tableau. Confirmez que le décalage diminue à mesure que θ diminue.
2. Expliquez pourquoi un photon presque non dévié (petit θ) transfère très peu d'impulsion à l'électron et perd donc très peu d'énergie, d'où le minuscule décalage de longueur d'onde.

5 · Approfondir

1. le DÉCALAGE de longueur d'onde Δλ
2. Aux très petits angles, Δλ devient difficile à mesurer expérimentalement face à la longueur d'onde incidente (bien plus grande). Expliquez pourquoi les expériences de diffusion Compton utilisent généralement des rayons X de courte longueur d'onde plutôt que la lumière visible, où un décalage déjà minuscule, à l'échelle du picomètre, serait encore moins perceptible.

La physique derrière cette expérience

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