Komptona izkliede: viļņa garuma nobīde pie 90°

1 · Prognozē

Rentgena fotons izkliedējas no brīva elektrona. Vai izkaisītā fotona viļņa garums mainās, un, ja jā, vai nobīdes daudzums atkarīgs no izkliedes leņķa?

• Viļņa garuma nobīde ir tā pati pie katra leņķa.
• Jā — viļņa garuma nobīde aug ar izkliedes leņķi, sasniedzot maksimumu pie 180° (tieši atpakaļ).
• Izkaisītā fotona viļņa garums nemainās (kā klasiskā viļņu izkliedē).

2 · Iestati

1. Atver Komptona 90 eksperimentu un nospied Atiestatīt. Iekrītošais rentgena viļņa garums ir 0.05 nm.
2. Ieslēdz viļņa garuma nobīdes rādījumu.
3. Iestati izkliedes leņķi katram mēģinājumam un ieraksti viļņa garuma nobīdi.

3 · Vāc datus

Zīmē Δλ (y ass) pret (1 − cos θ) (x ass) saviem trim mēģinājumiem. Vai līnija ir taisna caur sākumpunktu?

4 · Analizē

1. Vienam mēģinājumam izrēķini Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ) ar h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, m_e = 9.109×10⁻³¹ kg, c = 3×10⁸ m/s. Salīdzini ar tabulu.
2. Ievēro, ka Δλ nav atkarīgs no iekrītošā viļņa garuma nemaz — tikai no leņķa. Izskaidro, kāpēc Komptona nobīde ir tā pati, vai ienākošais rentgens ir 0.05 nm vai 0.5 nm.

5 · Paplašina

1. Komptona 1923. gada eksperiments bija vēsturisks pierādījums, ka gaisma uzvedas kā daļiņas (fotoni) ar noteiktu kustības daudzumu, ne tikai viļņi — tīri viļņu aina prognozē nevienu viļņa garuma nobīdi izkliedē. Izskaidro, kāpēc viļņa garuma ATKARĪGA nobīde būtu bijusi neiespējami izskaidrojama klasiski.
2. Konstante h/(m_ec) ≈ 2.43 pm tiek saukta par elektrona Komptona viļņa garumu. Izskaidro, kāpēc tā nosaka dabisko izmēra mērogu tam, cik daudz fotona viļņa garums var nobīdīties, izkliedējoties no elektrona.

Fizika aiz šī eksperimenta

← Atpakaļ pie eksperimenta

138 bezmaksas drukājamas fizikas darba lapas