Comptonovo raspršenje: usporedba plitkog kuta

1 · Predviđanje

Pri malim kutovima raspršenja, foton jedva mijenja smjer. Postaje li i njegov pomak valne duljine zanemarivo malim kako kut teži nuli?

• Da — kako θ → 0°, (1 − cos θ) → 0, pa pomak valne duljine iščezava za foton koji se jedva raspršuje.
• Pomak ostaje približno stalan čak i pri malim kutovima.
• Pomak zapravo raste pri malim kutovima.

2 · Postava

1. Otvori postav compton-45 i pritisni Resetiraj. Upadna valna duljina rendgenskog zračenja je 0.08 nm; kut raspršenja fiksiran je na 45°.
2. Omogući očitanje pomaka valne duljine.
3. Postavi kut raspršenja za svaki pokušaj (mali kutovi) i zabilježi pomak valne duljine.

3 · Prikupljanje podataka

Nacrtaj Δλ (y-os) naspram kuta raspršenja θ (x-os) za svoja tri pokušaja.

4 · Analiza

1. Za jedan pokušaj izračunaj Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). Usporedi s tablicom. Potvrdi da se pomak smanjuje kako θ pada.
2. Objasni zašto gotovo ne-skršen foton (mali θ) predaje vrlo malo količine gibanja elektronu, a time gubi vrlo malo energije — otuda sitni pomak valne duljine.

5 · Proširenje

1. Za razliku od upadne valne duljine ovog pokusa (0.08 nm, drugačije od 0.05 nm u compton-90), pomak valne duljine Δλ pri bilo kojem danom kutu bio bi identičan između dva pokusa. Objasni zašto Comptonova formula čini pomak neovisnim o valnoj duljini dolaznog fotona.
2. Pri vrlo malim kutovima, Δλ postaje teško mjerljiv eksperimentalno naspram (mnogo veće) upadne valne duljine. Objasni zašto pokusi Comptonovog raspršenja tipično koriste kratkovalno rendgensko zračenje umjesto vidljive svjetlosti, gdje bi već sitni pomak reda pikometra bio još manje uočljiv.

Fizika iza ovog pokusa

← Natrag na pokus

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis