कॉम्प्टन प्रकीर्णन: 90° वर तरंगलांबी-विचलन

1 · अनुमान

X-किरण फोटॉन मोकळ्या इलेक्ट्रॉनावरून प्रकीर्णित होतो. प्रकीर्णित फोटॉनाची तरंगलांबी बदलते का, आणि बदलल्यास विचलनाचे प्रमाण प्रकीर्णन-कोनावर अवलंबूण आहे का?

• 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).

2 · मांडणी

1. कॉम्प्टन-90 प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. आपतित X-किरण तरंगलांबी 0.05 nm.
2. तरंगलांबी-विचलन वाचन सुरू करा.
3. प्रत्येक फेरीसाठी प्रकीर्णन-कोन निश्चित करा व तरंगलांबी-विचलन नोंदवा.

3 · डेटा गोळा करा

तुमच्या तीन फेर्यांसाठी Δλ (y-अक्ष) विरुद्ध (1 − cos θ) (x-अक्ष) काढा. रेषा उगमातून सरळ जाते का?

4 · विश्लेषण

1. 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.
2. 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.

5 · विस्तार

1. 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.
2. 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.

या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र

← प्रयोगाकडे परत

138 मोफत मुद्रणयोग्य भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा कार्यपत्रिका