Komptono sklaida: didžiausias poslinkis atgalinėje sklaidoje

1 · Spėk

Fotonas, sklaidantis tiesiai atgal (180°), perduoda daugiausia įmanomo judesio kiekio elektronui, į kurį trenkiasi. Ar šis atgalinės sklaidos atvejis duoda didžiausią įmanomą Komptono bangos ilgio poslinkį?

• Didžiausias poslinkis atsitinka kokiuose kitu kampu.
• Poslinkis toks pat visuose kampuose, įskaitant 180°.
• Taip — 180° atgalinė sklaida maksimizuoja (1 − cos θ), duodama didžiausią įmanomą bangos ilgio poslinkį bet kuriam kampui.

2 · Paruošk

1. Atidaryk „Komptono sklaida ties 180°“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Krentančio rentgeno bangos ilgis yra 0.05 nm; sklaidos kampas fiksuotas 180°.
2. Įjunk bangos ilgio poslinkio rodmuo.
3. Nustatyk sklaidos kampą kiekvienam bandymui (artėjant prie 180°) ir užsirašyk bangos ilgio poslinkį.

3 · Rink duomenis

Braišyk Δλ (y ašis) prieš sklaidos kampą θ (x ašis) savo trims bandymams. Ar atrodo, kad jis išsilygina artėdamas prie 180°?

4 · Analizuok

1. Vienam bandymui apskaičiuok Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). Palygink su lentele. Patvirtink, kad θ = 180° duoda Δλ = 2h/(m_ec), didžiausią įmanomą reikšmę.
2. Paaiškink, naudodamas (1 − cos θ), kodėl 180° duoda didžiausią poslinkį: cos(180°) = −1, tad (1 − cos θ) pasiekia didžiausią įmanomą reikšmę 2 tame kampe.

5 · Išplėsk

1. Esant 180°, fotonas visiškai apsiverčia kryptį, perduodamas maksimalų įmanomą judesio kiekį elektronui (judesio kiekio tvermė). Paaiškink, kodėl maksimalus judesio kiekio perdavimas atitinka maksimalų energijos netekimą (tad maksimalų bangos ilgio padidėjimą) fotonui.
2. Esant θ = 0° (jokios sklaidos apskritai), ką Δλ būtų lygu? Ar tai turi fizinės prasmės fotonui, kuris nesąveikauja?

Fizika už šio eksperimento

← Grįžti prie eksperimento

138 nemokami spausdinami fizikos darbo lapai