Fisica moderna
Diffusione Compton a 45°
Angolo intermedio: l'energia del fotone diffuso cala moderatamente.
Diffusione Compton a 45° — simulazione interattiva (Fisica moderna). Angolo intermedio: l'energia del fotone diffuso cala moderatamente. Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.
Angolo Compton
Angolo intermedio: l'energia del fotone diffuso cala moderatamente.
Ad angoli intermedi lo spostamento di lunghezza d'onda Δλ = λ_C(1 − cos θ) giace tra 0 e 2λ_C. Energia e quantità di moto sono condivise tra il fotone diffuso e l'elettrone di rinculo; nessuna particella è a riposo dopo l'urto. Usa θ = 45° come ponte tra i limiti di diffusione radente e di backscattering.
- Δλ = λ_C(1−cos θ)
- Spostamento di energia
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
A piccoli angoli un fotone cambia appena direzione. Anche il suo spostamento di λ diventa trascurabile avvicinandosi a zero?
Previsioni da valutare
- Sì: per θ → 0°, (1 − cos θ) → 0, lo spostamento svanisce.
- Resta più o meno costante anche a piccoli angoli.
- Cresce addirittura a piccoli angoli.
Ruoli delle variabili
Cosa imposti tu:
- Angolo di diffusione θ (°)
Cosa misuri:
- Spostamento Δλ (pm)
Come si svolge l'indagine
- Apri il preset compton-45 e premi Reimposta. λ incidente 0.08 nm; angolo fissato a 45°.
- Attiva la lettura dello spostamento.
- Imposta angoli piccoli per ogni prova e registra lo spostamento.
Equazione che governa
Spostamento Compton a piccoli angoli — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
Per θ → 0°, (1 − cos θ) → 0, quindi Δλ → 0: un fotone che cambia appena direzione perde appena energia, coerente con la conservazione della quantità di moto in un urto quasi indisturbato.
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 lo spostamento si riduca al diminuire di θ.
- Spiega perché un fotone quasi non deviato (θ piccolo) trasferisce pochissima quantità di moto e perde pochissima energia: da qui lo spostamento minuscolo.
Dove si ritrova fuori dal laboratorio
- A differenza della λ incidente qui (0.08 nm, contro 0.05 nm di compton-90), lo spostamento Δλ a un dato angolo sarebbe identico nei due esperimenti. Spiega perché la formula lo rende indipendente dalla λ in arrivo.
- A angoli piccolissimi Δλ è difficile da misurare contro la λ incidente (molto più grande). Spiega perché questi esperimenti usano raggi X a corta λ invece della luce visibile.
- 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 45
- Seleziona l'allestimento Compton
- Premi Play
- L'angolo fissa la perdita
- 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.
Apri laboratorio interattivo →
Scarica foglio di laboratorio →