आधुनिक भौतिकी
45° पर कॉम्पटन प्रकीर्णन
मध्यम कोण — प्रकीर्णित फोटॉन की ऊर्जा मध्यम रूप से घटती है।
45° पर कॉम्पटन प्रकीर्णन — इंटरैक्टिव आधुनिक भौतिकी सिमुलेशन। मध्यम कोण — प्रकीर्णित फोटॉन की ऊर्जा मध्यम रूप से घटती है। लाइव SI मापों और निर्देशित ट्यूटोरियल के साथ मुफ्त ब्राउज़र-आधारित वर्चुअल फिजिक्स लैब।
Compton कोण
मध्यवर्ती कोण — प्रकीर्णित फोटॉन ऊर्जा मध्यम रूप से घटती है।
मध्यवर्ती कोण — प्रकीर्णित फोटॉन ऊर्जा मध्यम रूप से घटती है।
- Δλ = λ_C(1−cos θ)
- ऊर्जा में बदलाव
जाँच संक्षिप्त
प्रयोगशाला खोलने से पहले प्रश्न की योजना बनाएं
यह संक्षिप्त विवरण प्रीरेंडर किए गए पेज जैसा है: मुख्य प्रश्न, प्रतिस्पर्धी पूर्वानुमान, चरों की भूमिकाएँ, लागू नियम, सेटअप तथा विश्लेषण और विस्तार के संकेत इसी क्रम में दिखाई देते हैं।
ड्राइविंग प्रश्न
छोटे प्रकीर्णन कोणों पर, एक फोटॉन मुश्किल से दिशा बदलता है। जैसे-जैसे कोण शून्य के करीब पहुंचता है, क्या इसकी तरंग दैर्ध्य शिफ्ट भी गायब हो जाती है?
तौलने की भविष्यवाणी
- हाँ - जैसे θ → 0 °, ( 1 − cos θ) → 0 , इसलिए तरंग दैर्ध्य बदलाव एक फोटॉन के लिए गायब हो जाता है जो मुश्किल से बिखरता है।
- छोटे कोणों पर भी बदलाव लगभग स्थिर रहता है।
- बदलाव वास्तव में छोटे कोणों पर बड़ा होता जाता है।
परिवर्तनशील भूमिकाएँ
आपने क्या सेट किया:
- प्रकीर्णन कोण θ (°)
आप क्या मापते हैं:
- तरंग दैर्ध्य बदलाव Δλ (pm)
जाँच कैसे चलती है
- compton-45 प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। घटना एक्स-रे तरंग दैर्ध्य 0.08 एनएम है; प्रकीर्णन कोण 45° पर निश्चित है।
- wavelength-shift रीडआउट सक्षम करें।
- प्रत्येक परीक्षण (छोटे कोण) के लिए प्रकीर्णन कोण सेट करें और तरंग दैर्ध्य बदलाव रिकॉर्ड करें।
शासक समीकरण
छोटे कोणों पर कॉम्पटन शिफ्ट — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
जैसे θ → 0 °, ( 1 − cos θ) → 0 , इसलिए Δλ → 0 : एक फोटॉन जो मुश्किल से दिशा बदलता है, मुश्किल से ऊर्जा खोता है, जो nearly-undisturbed टकराव के लिए गति संरक्षण के अनुरूप है।
मुद्रण योग्य वर्कशीट छात्रों से क्या काम करने के लिए कहती है
- एक परीक्षण के लिए, Δλ = (h/(m_ec))(1 - cos θ). की गणना तालिका से करें। पुष्टि करें कि θ घटने पर शिफ्ट सिकुड़ती है।
- बताएं कि क्यों एक nearly-undeflected फोटॉन (छोटा θ) इलेक्ट्रॉन में बहुत कम गति स्थानांतरित करता है, और इसलिए बहुत कम ऊर्जा खोता है - इसलिए छोटी तरंग दैर्ध्य बदलाव होता है।
जहाँ यह प्रयोगशाला से परे दिखाई देता है
- इस प्रयोग की घटना तरंग दैर्ध्य (0.08 एनएम, compton-90 के 0.05 एनएम से भिन्न) के विपरीत, किसी भी कोण पर तरंग दैर्ध्य SHIFT Δλ दोनों प्रयोगों के बीच समान होगी। बताएं कि क्यों कॉम्पटन सूत्र आने वाले फोटॉन की तरंग दैर्ध्य से बदलाव को स्वतंत्र बनाता है।
- बहुत छोटे कोणों पर, Δλ को (बहुत बड़े) घटना तरंग दैर्ध्य के विरुद्ध प्रयोगात्मक रूप से मापना कठिन हो जाता है। बताएं कि क्यों कॉम्पटन प्रकीर्णन प्रयोग आम तौर पर दृश्य प्रकाश के बजाय short-wavelength एक्स-रे का उपयोग करते हैं, जहाँ already-tiny picometer-scale बदलाव और भी कम ध्यान देने योग्य होगा।
- 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
- Compton 45° में आपका स्वागत है
- Compton सेटअप
- चलाएँ दबाएँ
- कोण ऊर्जा हानि तय करता है
- निरीक्षक खोलें
- आपने कर दिखाया!
दृश्य बनाने के लिए इंटरैक्टिव सिmuलेशन खोलें, प्ले दबाएं, और लाइव माप और निर्देशित ट्यूटोरियल के साथ अन्वेषण करें।