आधुनिक भौतिकशास्त्र
45° वर कॉम्प्टन प्रकीर्णन
मध्यवर्ती कोन — प्रकीर्णित फोटॉन ऊर्जा मध्यमपणे घसरते.
45° वर कॉम्प्टन प्रकीर्णन — संवादी आधुनिक भौतिकशास्त्र सिम्युलेशन. मध्यवर्ती कोन — प्रकीर्णित फोटॉन ऊर्जा मध्यमपणे घसरते. थेट SI मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह मोफत, ब्राउझरवर चालणारी आभासी भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा.
कॉम्प्टन कोन
मध्यवर्ती कोन — प्रकीर्णित फोटॉन ऊर्जा मध्यमपणे घसरते.
मध्यवर्ती कोनांवर तरंगलांबी-विचलन Δλ = λ_C(1 − cos θ) 0 आणि 2λ_C दरम्यान असते. ऊर्जा व संवेग प्रकीर्णित फोटॉन व मागे जाणाऱ्या इलेक्ट्रॉनामध्ये विभागले जातात; टक्करीनंतर दोन्ही कण विश्रांतीत नसतात. θ = 45° ला घासणाऱ्या व पश्च-प्रकीर्णन मर्यादांमधला पूल म्हणून वापरा.
- Δλ = λ_C(1−cos θ)
- ऊर्जा-विचलन
अन्वेषण सारांश
प्रयोगशाळा उघडण्यापूर्वी प्रश्नच आखा
सारांश पूर्व-स्वरूपित पानासारखाच आहे: मार्गदर्शक प्रश्न, स्पर्धक अनुमान, चलांच्या भूमिका, प्रमुख नियम, मांडणी, विश्लेषण व विस्तार सूचना दिसत राहतात आणि याच क्रमाने.
मार्गदर्शक प्रश्न
लहान प्रकीर्णन-कोनांवर फोटॉन फारसा दिशा बदलत नाही. कोन शून्याकडे गेल्यावर त्याचे तरंगलांबी-विचलनही नगण्य होते का?
विचारात घेण्याचे अनुमान
- हो — θ → 0° सह (1 − cos θ) → 0, म्हणून फारसा प्रकीर्णित न होणाऱ्या फोटॉनाचे विचलन नाहीसे होते.
- लहान कोनांवरही विचलन सुमारे स्थिर राहते.
- लहान कोनांवर विचलन उलट वाढते.
चलांच्या भूमिका
तुम्ही काय निश्चित करता:
- प्रकीर्णन कोन θ (°)
तुम्ही काय मापता:
- तरंगलांबी-विचलन Δλ (pm)
तपासणी कशी चालते
- कॉम्प्टन-45 प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. आपतित X-किरण तरंगलांबी 0.08 nm; प्रकीर्णन-कोन 45° वर निश्चित.
- तरंगलांबी-विचलन वाचन सुरू करा.
- प्रत्येक फेरीसाठी प्रकीर्णन-कोन (लहान कोन) निश्चित करा व तरंगलांबी-विचलन नोंदवा.
मूलभूत समीकरण
लहान कोनांवर कॉम्प्टन विचलन — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
θ → 0° सह (1 − cos θ) → 0, म्हणून Δλ → 0: जो फोटॉन फारसा दिशा बदलत नाही तो फारशी ऊर्जा गमावत नाही — जवळपास-अडथळा-न-पावलेल्या टक्करीसाठी संवेग संवरकतेशी सुसंगत.
छापण्यायोग्य कार्यपत्रिका विद्यार्थ्यांकडून काय काढून घेते
- एका फेरीसाठी Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). तक्त्याशी तुलना करा. θ कमी होताना विचलन आकुंचित होते याची पुष्टी करा.
- जवळपास वळलेला नसलेला फोटॉन (लहान θ) इलेक्ट्रॉनाला फारच थोडा संवेग का देतो, व म्हणूनच फारच थोडी ऊर्जा गमावतो — त्यातले लहान तरंगलांबी-विचलन — ते स्पष्ट करा.
प्रयोगशाळेबाहेर हे कुठे दिसते
- या प्रयोगाच्या आपतित तरंगलांबीची (0.08 nm, कॉम्प्टन-90 च्या 0.05 nm पेक्षा वेगळी) पर्वा न करता, कोणत्याही दिलेल्या कोनावर तरंगलांबी-विचलन Δλ दोन्ही प्रयोगांत तेच असेल. कॉम्प्टन सूत्र विचलन येणाऱ्या फोटॉनाच्या तरंगलांबीपासून स्वतंत्र का ठरवते ते स्पष्ट करा.
- खूप लहान कोनांवर, Δλ (खूप मोठ्या) आपतित तरंगलांबीच्या तुलनेत मोजणे कठीण होते. कॉम्प्टन प्रकीर्णन प्रयोग साधारणपणे दृश्य प्रकाशाऐवजी लहान-तरंगलांबीचे X-किरण का वापरतात — जिथे आधीच लहान पिकोमीटर-स्तरावरील विचलन आणखी कमी दिसणार असते — ते स्पष्ट करा.
- 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
- कॉम्प्टन 45 मध्ये स्वागत आहे
- कॉम्प्टन उभारणी निवडा
- प्ले दाबा
- कोन ऊर्जा-नुकसान ठरवतो
- गुणधर्म पॅनेल उघडा
- तुम्ही केले!
दृश्य बांधण्यासाठी, प्ले दाबण्यासाठी आणि थेट मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह एक्सप्लोर करण्यासाठी संवादी सिम्युलेशन उघडा.