कॉम्प्टन प्रकीर्णन: उथळ-कोन तुलना

1 · अनुमान

लहान प्रकीर्णन-कोनांवर फोटॉन फारसा दिशा बदलत नाही. कोन शून्याकडे गेल्यावर त्याचे तरंगलांबी-विचलनही नगण्य होते का?

• 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.

2 · मांडणी

1. कॉम्प्टन-45 प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. आपतित X-किरण तरंगलांबी 0.08 nm; प्रकीर्णन-कोन 45° वर निश्चित.
2. तरंगलांबी-विचलन वाचन सुरू करा.
3. प्रत्येक फेरीसाठी प्रकीर्णन-कोन (लहान कोन) निश्चित करा व तरंगलांबी-विचलन नोंदवा.

3 · डेटा गोळा करा

तुमच्या तीन फेर्यांसाठी Δλ (y-अक्ष) विरुद्ध प्रकीर्णन-कोन θ (x-अक्ष) काढा.

4 · विश्लेषण

1. एका फेरीसाठी Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). तक्त्याशी तुलना करा. θ कमी होताना विचलन आकुंचित होते याची पुष्टी करा.
2. 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.

5 · विस्तार

1. 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.
2. 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.

या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र

← प्रयोगाकडे परत

138 मोफत मुद्रणयोग्य भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा कार्यपत्रिका