Diffusione Compton: confronto a piccolo angolo
1 · Prevedi
A piccoli angoli un fotone cambia appena direzione. Anche il suo spostamento di λ diventa trascurabile avvicinandosi a zero?
- 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.
2 · Configurazione
- 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.
3 · Raccogli dati
| Angolo di diffusione θ (°) | Spostamento Δλ (pm) |
|---|---|
| 15.00 | |
| 30.00 | |
| 45.00 |
Traccia Δλ (asse y) contro θ (asse x) per le tre prove.
4 · Analizza
- 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.
5 · Estendi
- 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.
La fisica dietro questo esperimento
Spostamento Compton a piccoli angoli
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.