Fisica moderna
Retrodiffusione Compton (180°)
A θ = 180° lo spostamento di lunghezza d'onda è massimo (2λ_C).
Retrodiffusione Compton (180°) — simulazione interattiva (Fisica moderna). A θ = 180° lo spostamento di lunghezza d'onda è massimo (2λ_C). Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.
Retrodiffusione
A θ = 180° lo spostamento di lunghezza d'onda è massimo (2λ_C).
Il backscattering a θ = 180° dà il massimo spostamento di Compton Δλ_max = 2λ_C, perché cos 180° = −1. Il fotone incidente dona la massima quantità di moto all'elettrone di rinculo; il fotone diffuso emerge con la lunghezza d'onda più lunga e l'energia più bassa. Confronta questo limite con angoli minori sulla scena.
- Δλ_max = 2λ_C
- θ = 180°
Sintesi dell'indagine
Pianifica la domanda prima di aprire il laboratorio
La sintesi riprende la pagina pre-renderizzata: domanda guida, previsioni concorrenti, ruoli delle variabili, leggi dominanti, procedura, analisi ed estensioni restano visibili e in quest'ordine.
Domanda guida
Un fotone retrodiffuso (180°) trasferisce la massima quantità di moto possibile all'elettrone colpito. Questo caso dà il massimo spostamento Compton?
Previsioni da valutare
- Il massimo è a un altro angolo.
- Uguale a tutti gli angoli, 180° incluso.
- Sì: i 180° massimizzano (1 − cos θ), il massimo spostamento a ogni angolo.
Ruoli delle variabili
Cosa imposti tu:
- Angolo di diffusione θ (°)
Cosa misuri:
- Spostamento Δλ (pm)
Come si svolge l'indagine
- Apri il preset compton-180 e premi Reimposta. λ incidente 0.05 nm; angolo fissato a 180°.
- Attiva la lettura dello spostamento.
- Imposta l'angolo per ogni prova (avvicinandoti a 180°) e registra lo spostamento.
Equazione che governa
Spostamento Compton in retrodiffusione — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
La formula di Compton Δλ = (h/m_ec)(1 − cos θ) è massimizzata a θ = 180°, dove (1 − cos θ) = 2, dando il massimo spostamento di lunghezza d'onda possibile: Δλ_max = 2h/(m_ec) ≈ 4.85 pm.
Cosa il foglio stampabile chiede di ricavare agli studenti
- Per una prova, calcola Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). Confronta con la tabella. Verifica che θ = 180° dia Δλ = 2h/(m_ec), il valore massimo possibile.
- Spiega, usando (1 − cos θ), perché 180° dà lo spostamento massimo: cos(180°) = −1, quindi (1 − cos θ) raggiunge il suo valore massimo possibile di 2 a quell'angolo.
Dove si ritrova fuori dal laboratorio
- A 180° il fotone inverte del tutto la direzione, trasferendo la massima quantità di moto (conservazione). Spiega perché massimo trasferimento di quantità di moto corrisponde a massima perdita di energia (e quindi massimo aumento di λ) del fotone.
- A θ = 0° (nessuna diffusione affatto), quanto varrebbe Δλ? Ha senso fisico per un fotone che non interagisce?
- 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
- Benvenuto a Compton 180
- Seleziona l'allestimento Compton
- Premi Play
- Spostamento Compton massimo
- Apri il pannello Proprietà
- Ce l'hai fatta!
Apri la simulazione interattiva per costruire la scena, premere Play ed esplorare con misure dal vivo e un tutorial guidato.
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