Hamburan Compton: Pergeseran Maksimum pada Hamburan Balik

1 · Memprediksi

Sebuah foton yang berhamburan lurus ke belakang ( 180°) mentransfer momentum sebesar mungkin ke elektron yang dikenainya. Apakah kasus hamburan balik ini memberikan kemungkinan pergeseran panjang gelombang Compton terbesar?

• Pergeseran maksimum terjadi pada sudut lain.
• Pergeserannya sama di semua sudut termasuk 180°.
• Ya — 180 ° hamburan balik memaksimalkan ( 1 − cos θ), memberikan kemungkinan pergeseran panjang gelombang terbesar untuk sudut mana pun.

2 · Pengaturan

1. Buka preset compton-180 dan tekan Reset. Panjang gelombang sinar-X yang datang adalah 0.05 nm; sudut hamburan ditetapkan pada 180°.
2. Aktifkan pembacaan pergeseran panjang gelombang.
3. Atur sudut hamburan setiap percobaan (mendekati 180°) dan catat pergeseran panjang gelombangnya.

3 · Kumpulkan Data

Plot Δλ (sumbu y) terhadap sudut hamburan θ (sumbu x) untuk tiga percobaan Anda. Apakah sepertinya suhunya turun mendekati 180°?

4 · Analisis

1. Untuk satu percobaan, hitung Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). Bandingkan dengan tabel. Konfirmasikan θ = 180° menghasilkan Δλ = 2h/(m_ec), nilai maksimum yang mungkin.
2. Jelaskan, dengan menggunakan (1 − cos θ), mengapa 180° menghasilkan pergeseran maksimum: cos(180°) = −1, sehingga (1 − cos θ) mencapai nilai terbesarnya yaitu 2 pada sudut tersebut.

5 · Perluas

1. Pada 180°, foton berbalik arah sepenuhnya, mentransfer momentum maksimum yang mungkin ke elektron (kekekalan momentum). Jelaskan mengapa perpindahan momentum maksimum berhubungan dengan kehilangan energi maksimum (dan karenanya peningkatan panjang gelombang maksimum) untuk foton.
2. Pada θ = 0° (tidak ada hamburan sama sekali), berapakah nilai Δλ? Apakah itu masuk akal secara fisik untuk foton yang tidak berinteraksi?

Fisika di Balik Eksperimen Ini

← Kembali ke eksperimen