Modernā fizika
Komptona atpakaļizkliede (180°)
Pie θ = 180° viļņa garuma nobīde ir maksimāla (2λ_C).
Komptona atpakaļizkliede (180°) — interaktīva Modernā fizika simulācija. Pie θ = 180° viļņa garuma nobīde ir maksimāla (2λ_C). Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.
Atpakaļizkliede
Pie θ = 180° viļņa garuma nobīde ir maksimāla (2λ_C).
Atpakaļizkliede pie θ = 180° dod maksimālo Komptona nobīdi Δλ_max = 2λ_C, jo cos 180° = −1. Iekrītošais fotons uzdāvina visvairāk kustības daudzuma atsitienam elektronam; izkaisītais fotons iznāk ar garāko viļņa garumu un zemāko enerģiju. Salīdzini šo robežu ar mazākiem leņķiem uz skatuves.
- Δλ_max = 2λ_C
- θ = 180°
Izpētes kopsavilkums
Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju
Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.
Virzošais jautājums
Fotons, kas izkliedzas tieši atpakaļ (180°), pārnes visvairāk iespējamā kustības daudzuma uz elektronu, ko tas trāpa. Vai šis atpakaļizkliedes gadījums dod lielāko iespējamo Komptona viļņa garuma nobīdi?
Prognozes, ko svērt
- Maksimālā nobīde notiek pie kāda cita leņķa.
- Nobīde ir tā pati pie visiem leņķiem, ieskaitot 180°.
- Jā — 180° atpakaļizkliede maksimizē (1 − cos θ), dodot lielāko iespējamo viļņa garuma nobīdi jebkuram leņķim.
Lielumu lomas
Ko tu iestati:
- Izkliedes leņķis θ (°)
Ko tu mēri:
- Viļņa garuma nobīde Δλ (pm)
Kā izpēte norit
- Atver Komptona 180 eksperimentu un nospied Atiestatīt. Iekrītošais rentgena viļņa garums ir 0.05 nm; izkliedes leņķis ir fiksēts 180°.
- Ieslēdz viļņa garuma nobīdes rādījumu.
- Iestati izkliedes leņķi katram mēģinājumam (tuvojoties 180°) un ieraksti viļņa garuma nobīdi.
Noteicošais vienādojums
Komptona nobīde atpakaļizkliedē — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
Komptona formula Δλ = (h/m_ec)(1 − cos θ) ir maksimizēta pie θ = 180°, kur (1 − cos θ) = 2, dodot lielāko iespējamo viļņa garuma nobīdi: Δλ_max = 2h/(m_ec) ≈ 4.85 pm.
Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt
- Vienam mēģinājumam izrēķini Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). Salīdzini ar tabulu. Apstiprini, ka θ = 180° dod Δλ = 2h/(m_ec), maksimāli iespējamo vērtību.
- Izskaidro, izmantojot (1 − cos θ), kāpēc 180° dod maksimālo nobīdi: cos(180°) = −1, tāpēc (1 − cos θ) sasniedz savu lielāko iespējamo vērtību 2 pie tā leņķa.
Kur tas parādās ārpus laboratorijas
- Pie 180° fotons pilnīgi apgriež virzienu, pārnesot maksimāli iespējamo kustības daudzumu uz elektronu (kustības daudzuma saglabāšanās). Izskaidro, kāpēc maksimāla kustības daudzuma pārnese atbilst maksimālam enerģijas zaudējumam (un tāpēc maksimālam viļņa garuma pieaugumam) fotonam.
- Pie θ = 0° (nav izkliedes vispār), ko Δλ būtu vienāds? Vai tam ir fizikāla jēga fotonam, kas nemijiedarbojas?
- 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
- Sveicināts Komptona 180 eksperimentā
- Atlasīts Komptona iestatni
- Nospied „Atskaņot”
- Maksimālā Komptona nobīde
- Atver Īpašību paneli
- Tev izdevās!
Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.
Atvērt interaktīvo laboratoriju →