आधुनिक भौतिकशास्त्र
90° वर कॉम्प्टन प्रकीर्णन
θ बदला — Δλ = λ_C(1 − cos θ) कोनासह वाढतो ते पहा.
90° वर कॉम्प्टन प्रकीर्णन — संवादी आधुनिक भौतिकशास्त्र सिम्युलेशन. θ बदला — Δλ = λ_C(1 − cos θ) कोनासह वाढतो ते पहा. थेट SI मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह मोफत, ब्राउझरवर चालणारी आभासी भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा.
कॉम्प्टन प्रकीर्णन
θ बदला — Δλ = λ_C(1 − cos θ) कोनासह वाढतो ते पहा.
X-किरण फोटॉन जवळपास मोकळ्या, विश्रांतीत इलेक्ट्रॉनाशी टक्कर घेतो. प्रकीर्णित फोटॉन ऊर्जा गमावतो व त्याची तरंगलांबी Δλ = (h/mₑc)(1 − cos θ) ने वाढते. θ = 90° वर विचलन कॉम्प्टन तरंगलांबी λ_C ≈ 2.43 pm एवढे. θ फिरवा व ठिपकेदार प्रकीर्णित किरण व Δλ वाचन कोनासह वाढते ते पहा — फोटॉन संवेग घेऊन जातात याचा थेट पुरावा.
- Δλ = λ_C(1−cos θ)
- फोटॉन संवेग
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
X-किरण फोटॉन मोकळ्या इलेक्ट्रॉनावरून प्रकीर्णित होतो. प्रकीर्णित फोटॉनाची तरंगलांबी बदलते का, आणि बदलल्यास विचलनाचे प्रमाण प्रकीर्णन-कोनावर अवलंबूण आहे का?
विचारात घेण्याचे अनुमान
- तरंगलांबी-विचलन प्रत्येक कोनावर सारखे.
- हो — तरंगलांबी-विचलन प्रकीर्णन-कोनासह वाढते, 180° वर (थेट मागे) कमाल गाठते.
- प्रकीर्णित फोटॉनाची तरंगलांबी बदलत नाही (शास्त्रीय तरंग-प्रकीर्णनाप्रमाणे).
चलांच्या भूमिका
तुम्ही काय निश्चित करता:
- प्रकीर्णन कोन θ (°)
तुम्ही काय मापता:
- तरंगलांबी-विचलन Δλ (pm)
तपासणी कशी चालते
- कॉम्प्टन-90 प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. आपतित X-किरण तरंगलांबी 0.05 nm.
- तरंगलांबी-विचलन वाचन सुरू करा.
- प्रत्येक फेरीसाठी प्रकीर्णन-कोन निश्चित करा व तरंगलांबी-विचलन नोंदवा.
मूलभूत समीकरण
कॉम्प्टन प्रकीर्णन सूत्र — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
मोकळ्या इलेक्ट्रॉनावरून प्रकीर्णित फोटॉन जास्त लांब तरंगलांबीकडे सरकतो, Δλ = (h/m_ec)(1 − cos θ) ने — फक्त प्रकीर्णन-कोन θ वर अवलंबूण; फोटॉन सणांसारखा संवेग घेऊन जातात याचा थेट पुरावा.
छापण्यायोग्य कार्यपत्रिका विद्यार्थ्यांकडून काय काढून घेते
- एका फेरीसाठी h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, m_e = 9.109×10⁻³¹ kg, c = 2.998×10⁸ m/s सह Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ) काढा. तक्त्याशी तुलना करा.
- Δλ आपतित तरंगलांबीवर अजिबात अवलंबूण नाही — फक्त कोनावर. येणारा X-किरण 0.05 nm असो वा 0.5 nm, कॉम्प्टन विचलन तेच का राहते ते पहा.
प्रयोगशाळेबाहेर हे कुठे दिसते
- कॉम्प्टनचा 1923 चा प्रयोग इतिहासातील पुरावा होता की प्रकाश निश्चित संवेग असलेल्या कणांसारखा (फोटॉनांसारखा) वागतो, फक्त तरंगांसारखा नाही — शुद्ध तरंग-चित्र प्रकीर्णनात अजिबात तरंगलांबी-विचलन भाकित करत नाही. कोन-अवलंबी विचलन शास्त्रीयदृष्ट्या स्पष्ट करणे अशक्य का झाले असते ते स्पष्ट करा.
- स्थिरांक h/(m_ec) ≈ 2.43 pm ला इलेक्ट्रॉनाची कॉम्प्टन तरंगलांबी म्हणतात. इलेक्ट्रॉनावरून प्रकीर्णनात फोटॉनाची तरंगलांबी किती बदलू शकते याचा नैसर्गिक आकार-मापक हाच का ठरतो 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 90 मध्ये स्वागत आहे
- कॉम्प्टन उभारणी निवडा
- प्ले दाबा
- फोटॉन तरंगलांबी-विचलन
- गुणधर्म पॅनेल उघडा
- तुम्ही केले!
दृश्य बांधण्यासाठी, प्ले दाबण्यासाठी आणि थेट मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह एक्सप्लोर करण्यासाठी संवादी सिम्युलेशन उघडा.