Modern fizika
Compton-szórás 45°-nál
Köztes szög — a szórt foton energiája mérsékelten csökken.
Compton-szórás 45°-nál — interaktív Modern fizika szimuláció. Köztes szög — a szórt foton energiája mérsékelten csökken. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Compton-szög
Köztes szög — a szórt foton energiája mérsékelten csökken.
Köztes szögeknél a Δλ = λ_C(1 − cos θ) eltolódás 0 és 2λ_C közé esik. Az energia és az impulzus megoszlott a szórt foton és a visszarúgó elektron között; ütközés után egyetlen részecsce sincs nyugalomban. Használd a θ = 45°-ot hídként a súroló és a visszaszóró határok között.
- Δλ = λ_C(1−cos θ)
- Energia-eltolódás
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
Kis szórási szögeknél a foton alig változtat irányt. A hullámhosszeltolódása is elhanyagolhatóan kicsivé válik, ahogy a szög a nullához közeledik?
Mérlegelendő jóslatok
- Igen — ahogy θ → 0°, (1 − cos θ) → 0, tehát a hullámhosszeltolódás eltűnik egy alig szóródó fotonnak.
- Az eltolódás körülbelül állandó marad kis szögeknél is.
- Az eltolódás kis szögeknél még nagyobbra nő.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Szórási szög θ (°)
Amit mérsz:
- Hullámhossz-eltolódás Δλ (pm)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg a compton-45 előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A beeső röntgen hullámhossza 0.08 nm; a szórási szög 45°-ra rögzített.
- Engedélyezd a hullámhosszeltolódás-kijelzőt.
- Állítsd be a szórási szöget minden mérésnél (kis szögek), és rögzítsd a hullámhosszeltolódást.
Vezéregyenlet
Compton-eltolódás kis szögeknél — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
Ahogy θ → 0°, (1 − cos θ) → 0, tehát Δλ → 0: egy alig irányt változtató foton alig veszít energiát, következetesen a majdnem zavartalan ütközés impulzusmegmaradásával.
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 az eltolódás zsugorodik, ahogy θ csökken.
- Magyarázd meg, miért ad át nagyon kevés impulzust az elektronnak egy majdnem eltérítetlen foton (kis θ), és ezért veszít nagyon kevés energiát — innen a parányi hullámhosszeltolódás.
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- E kísérlet beeső hullámhosszával (0.08 nm, eltérően a compton-90 0.05 nm-étől) ellentétben a hullámhossz-ELTOLÓDÁS Δλ bármely adott szögnél azonos lenne a két kísérlet között. Magyarázd meg, miért teszi a Compton-képlet az eltolódást függetlenné a bejövő foton hullámhosszától.
- Nagyon kis szögeknél a Δλ kísérletileg nehezen mérhető a (sokkal nagyobb) beeső hullámhosszhoz képest. Magyarázd meg, miért használnak a Compton-szórási kísérletek jellemzően rövid hullámhosszú röntgeneket, nem látható fényt, ahol egy amúgy is parányi, pikométer-skálájú eltolódás még kevésbé lenne észrevehető.
- 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 45-nél
- Válaszd ki a Compton-összeállítást
- Nyomd meg az Indítást
- A szög határozza meg az energiaveszteséget
- 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.