Modern fizika
Compton visszaszórás (180°)
θ = 180°-nál a hullámhossz-eltolód maximális (2λ_C).
Compton visszaszórás (180°) — interaktív Modern fizika szimuláció. θ = 180°-nál a hullámhossz-eltolód maximális (2λ_C). Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Visszaszórás
θ = 180°-nál a hullámhossz-eltolódás maximális (2λ_C).
A θ = 180°-os visszaszórás maximális Compton-eltolódást ad: Δλ_max = 2λ_C, mert cos 180° = −1. A beeső foton a legtöbb impulust adja a visszarúgó elektronnak; a szórt foton a leghosszabb hullámhosszal és legalacsonyabb energiával lép ki. Hasonlítsd össze ezt a határt kisebb szögekkel a színpadon.
- Δλ_max = 2λ_C
- θ = 180°
Vizsgálódási összefoglaló
Tervezd meg a kérdést, mielőtt megnyitod a labort
Az összefoglaló a előrenderelt oldalt tükrözi: vezérlő kérdés, versengő jóslatok, változószerepek, vezérlő törvények, beállítás, elemzés és bővítési feladatok láthatóak és ebben a sorrendben maradnak.
Vezérlő kérdés
Egy pontosan hátrafelé (180°) szóródó foton a lehető legtöbb impulust adja át az elért elektronnak. Ez a visszaszórási eset adja-e a lehető legnagyobb Compton-hullámhosszeltolódást?
Mérlegelendő jóslatok
- A maximális eltolódás valamely más szögnél történik.
- Az eltolódás minden szögnél ugyanaz, a 180°-ot is beleértve.
- Igen — a 180°-os visszaszórás maximalizálja az (1 − cos θ)-t, a lehető legnagyobb hullámhosszeltolódást adva bármely szöghöz.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Szórási szög θ (°)
Amit mérsz:
- Hullámhossz-eltolódás Δλ (pm)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg a compton-180 előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A beeső röntgen hullámhossza 0.05 nm; a szórási szög 180°-ra rögzített.
- Engedélyezd a hullámhosszeltolódás-kijelzőt.
- Állítsd be a szórási szöget minden mérésnél (a 180°-hoz közelítve), és rögzítsd a hullámhosszeltolódást.
Vezéregyenlet
Compton-eltolódás visszaszórásnál — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
A Δλ = (h/m_ec)(1 − cos θ) Compton-képlet θ = 180°-nál maximalizálódik, ahol (1 − cos θ) = 2, a lehető legnagyobb hullámhosszeltolódást adva: Δλ_max = 2h/(m_ec) ≈ 4.85 pm.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Egy mérésnél számítsd ki a Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ)-t. Hasonlítsd a táblázathoz. Erősítsd meg, hogy θ = 180° a Δλ = 2h/(m_ec) értéket adja, a lehető legnagyobbat.
- Magyarázd meg az (1 − cos θ)-vel, miért adja a 180° a maximális eltolódást: cos(180°) = −1, tehát az (1 − cos θ) a lehető legnagyobb, 2-es értékét éri el ennél a szögnél.
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- 180°-nál a foton teljesen megfordul, a lehető legtöbb impulust adva át az elektronnak (impulzusmegmaradás). Magyarázd meg, miért felel meg a maximális impulusátadás a foton maximális energiaveszteségének (és ezért maximális hullámhossz-növekedésének).
- θ = 0°-nál (egyáltalán nincs szórás) mennyi lenne a Δλ? Van-e fizikai értelme egy olyan fotonnak, amely nem lép kölcsönhatásba?
- 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
- Üdv a Compton 180-nál
- Válaszd ki a Compton-összeállítást
- Nyomd meg az Indítást
- Maximális Compton-eltolódás
- Nyisd meg a Tulajdonságok panelt
- Sikerült!
Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.