Moderna fizika
Comptonovo povratno raspršenje (180°)
Pri θ = 180° pomak valne duljine je maksimalan (2λ_C).
Comptonovo povratno raspršenje (180°) — interaktivna simulacija: Moderna fizika. Pri θ = 180° pomak valne duljine je maksimalan (2λ_C). Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Povratno raspršenje
Pri θ = 180° pomak valne duljine je maksimalan (2λ_C).
Povratno raspršenje pri θ = 180° daje maksimalni Comptonov pomak Δλ_max = 2λ_C, jer je cos 180° = −1. Upadni foton predaje najviše količine gibanja elektronu odskoka; raspršeni foton izlazi s najduljom valnom duljinom i najnižom energijom. Usporedi ovu granicu s manjim kutovima na pozornici.
- Δλ_max = 2λ_C
- θ = 180°
Sažetak istraživanja
Isplaniraj pitanje prije nego otvoriš laboratorij
Sažetak odražava unaprijed prikazanu stranicu: središnje pitanje, suprotstavljena predviđanja, uloge varijabli, odgovarajući zakoni, postava, analiza i poticaji za proširenje ostaju vidljivi i u ovom redoslijedu.
Središnje pitanje
Foton koji se raspršuje ravno unatrag (180°) predaje najviše moguće količine gibanja elektronu koji pogodi. Daje li ovaj slučaj povratnog raspršenja najveći mogući Comptonov pomak valne duljine?
Predviđanja za odvagnuti
- Maksimalni pomak događa se pri nekom drugom kutu.
- Pomak je isti pri svim kutovima uključujući 180°.
- Da — povratno raspršenje od 180° maksimizira (1 − cos θ), dajući najveći mogući pomak valne duljine za bilo koji kut.
Uloge varijabli
Što postavljaš:
- Kut raspršenja θ (°)
Što mjeriš:
- Pomak valne duljine Δλ (pm)
Kako istraživanje teče
- Otvori postav compton-180 i pritisni Resetiraj. Upadna valna duljina rendgenskog zračenja je 0.05 nm; kut raspršenja fiksiran je na 180°.
- Omogući očitanje pomaka valne duljine.
- Postavi kut raspršenja za svaki pokušaj (približavajući 180°) i zabilježi pomak valne duljine.
Odgovarajuća jednadžba
Comptonov pomak pri povratnom raspršenju — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
Comptonova formula Δλ = (h/m_ec)(1 − cos θ) maksimizirana je pri θ = 180°, gdje je (1 − cos θ) = 2, dajući najveći mogući pomak valne duljine: Δλ_max = 2h/(m_ec) ≈ 4.85 pm.
Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade
- Za jedan pokušaj izračunaj Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). Usporedi s tablicom. Potvrdi da θ = 180° daje Δλ = 2h/(m_ec), maksimalnu moguću vrijednost.
- Objasni, koristeći (1 − cos θ), zašto 180° daje maksimalni pomak: cos(180°) = −1, pa (1 − cos θ) dostiže svoju najveću moguću vrijednost 2 pri tom kutu.
Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija
- Pri 180°, foton potpuno preokreće smjer, predajući maksimalnu moguću količinu gibanja elektronu (očuvanje količine gibanja). Objasni zašto maksimalni prijenos količine gibanja odgovara maksimalnom gubitku energije (a time maksimalnom porastu valne duljine) za foton.
- Pri θ = 0° (nema raspršenja), koliki bi bio Δλ? Ima li to fizičkog smisla za foton koji ne interagira?
- 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
- Dobro došli u Compton 180
- Odaberi Comptonov postav
- Pritisni Pokreni
- Maksimalni Comptonov pomak
- Otvori ploču Svojstva
- Uspjelo ti je!
Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Otvori interaktivni laboratorij →