Komptona izkliede: maksimālā nobīde atpakaļizkliedē

1 · Prognozē

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?

• 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.

2 · Iestati

1. Atver Komptona 180 eksperimentu un nospied Atiestatīt. Iekrītošais rentgena viļņa garums ir 0.05 nm; izkliedes leņķis ir fiksēts 180°.
2. Ieslēdz viļņa garuma nobīdes rādījumu.
3. Iestati izkliedes leņķi katram mēģinājumam (tuvojoties 180°) un ieraksti viļņa garuma nobīdi.

3 · Vāc datus

Zīmē Δλ (y ass) pret izkliedes leņķi θ (x ass) saviem trim mēģinājumiem. Vai izskatās, ka tas izlīdzinās tuvu 180°?

4 · Analizē

1. 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.
2. 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.

5 · Paplašina

1. 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.
2. Pie θ = 0° (nav izkliedes vispār), ko Δλ būtu vienāds? Vai tam ir fizikāla jēga fotonam, kas nemijiedarbojas?

Fizika aiz šī eksperimenta

← Atpakaļ pie eksperimenta

138 bezmaksas drukājamas fizikas darba lapas