Komptona izkliede: seklā leņķa salīdzinājums

1 · Prognozē

Mazos izkliedes leņķos fotons tikko maina virzienu. Vai tā viļņa garuma nobīde arī kļūst niecīgi maza, leņķim tuvojoties nullei?

• Jā — θ → 0°, (1 − cos θ) → 0, tāpēc viļņa garuma nobīde izzūd fotonam, kas tikko izkliedējas.
• Nobīde paliek aptuveni nemainīga pat mazos leņķos.
• Nobīde patiesībā aug lielāka mazos leņķos.

2 · Iestati

1. Atver Komptona 45 eksperimentu un nospied Atiestatīt. Iekrītošais rentgena viļņa garums ir 0.08 nm; izkliedes leņķis ir fiksēts 45°.
2. Ieslēdz viļņa garuma nobīdes rādījumu.
3. Iestati izkliedes leņķi katram mēģinājumam (mazos leņķos) un ieraksti viļņa garuma nobīdi.

3 · Vāc datus

Zīmē Δλ (y ass) pret izkliedes leņķi θ (x ass) saviem trim mēģinājumiem.

4 · Analizē

1. Vienam mēģinājumam izrēķini Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). Salīdzini ar tabulu. Apstiprini, ka nobīde saraujas, θ samazinoties.
2. Izskaidro, kāpēc gandrīz nenovirzīts fotons (mazs θ) pārnes ļoti maz kustības daudzuma uz elektronu, un tāpēc zaudē ļoti maz enerģijas — no turienes niecīgā viļņa garuma nobīde.

5 · Paplašina

1. Atšķirībā no šī eksperimenta iekrītošā viļņa garuma (0.08 nm, atšķirīgs no Komptona 90 0.05 nm), viļņa garuma NOBĪDE Δλ pie jebkura dotā leņķa būtu identiska starp abiem eksperimentiem. Izskaidro, kāpēc Komptona formula padara nobīdi neatkarīgu no ienākošā fotona viļņa garuma.
2. Ļoti mazos leņķos Δλ kļūst grūti izmērāms eksperimentāli pret (daudz lielāko) iekrītošo viļņa garumu. Izskaidro, kāpēc Komptona izkliedes eksperimenti parasti izmanto īsa viļņa garuma rentgenstarus, nevis redzamo gaismu, kur jau tā sīka pikometru mēroga nobīde būtu vēl mazāk pamanāma.

Fizika aiz šī eksperimenta

← Atpakaļ pie eksperimenta

138 bezmaksas drukājamas fizikas darba lapas