Komptono sklaida: seklio kampo palyginimas

1 · Spėk

Mažais sklaidos kampais fotonas vos keičia kryptį. Ar jo bangos ilgio poslinkis irgi tampa nykstamai mažas kampui artėjant prie nulio?

• Taip — kai θ → 0°, (1 − cos θ) → 0, tad bangos ilgio poslinkis nyksta fotonui, kuris vos sklaidosi.
• Poslinkis išlieka maždaug pastovus net mažais kampais.
• Poslinkis iš tikrųjų auga didesnis mažais kampais.

2 · Paruošk

1. Atidaryk „Komptono sklaida ties 45°“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Krentančio rentgeno bangos ilgis yra 0.08 nm; sklaidos kampas fiksuotas 45°.
2. Įjunk bangos ilgio poslinkio rodmuo.
3. Nustatyk sklaidos kampą kiekvienam bandymui (maži kampai) ir užsirašyk bangos ilgio poslinkį.

3 · Rink duomenis

Braišyk Δλ (y ašis) prieš sklaidos kampą θ (x ašis) savo trims bandymams.

4 · Analizuok

1. Vienam bandymui apskaičiuok Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). Palygink su lentele. Patvirtink, kad poslinkis traukiasi θ mažėjant.
2. Paaiškink, kodėl beveik nenukreiptas fotonas (mažas θ) perduoda labai mažai judesio kiekio elektronui ir todėl praranda labai mažai energijos — tad nykstamai mažą bangos ilgio poslinkį.

5 · Išplėsk

1. Skirtingai nei šio eksperimento krentančias bangos ilgis (0.08 nm, skirtingas nuo „Komptono sklaida ties 90°“ 0.05 nm), bangos ilgio POSLINKIS Δλ bet kuriame duotajame kampe būtų identiškas tarp abiejų eksperimentų. Paaiškink, kodėl Komptono formulė daro poslinkį nepriklausomą nuo įeinančio fotono bangos ilgio.
2. Labai mažais kampais Δλ tampa sunku išmatuoti eksperimentiškai prieš (gerokai didesnį) krentantjį bangos ilgį. Paaiškink, kodėl Komptono sklaidos eksperimentai paprastai naudoja trumpų bangų rentgenus, o ne matomą šviesą, kur jau ir taip mažas pikometrų mastelio poslinkis būtų dar mažiau pastebimas.

Fizika už šio eksperimento

← Grįžti prie eksperimento

138 nemokami spausdinami fizikos darbo lapai