Serakan Compton: Anjakan Maksimum pada Serak-Balik

1 · Ramal

Foton yang terserak terus ke belakang (180°) memindahkan momentum paling banyak yang mungkin kepada elektron yang kena. Adakah kes serak-balik ini memberikan anjakan panjang gelombang Compton terbesar yang mungkin?

• Anjakan maksimum berlaku pada sudut lain.
• Anjakan sama pada semua sudut termasuk 180°.
• Ya -- serak-balik 180° memaksimumkan (1 − cos θ), memberikan anjakan panjang gelombang terbesar yang mungkin bagi sebarang sudut.

2 · Susun

1. Buka praset compton-180 dan tekan Set semula. Panjang gelombang sinar-X tuju ialah 0.05 nm; sudut serakan ditetapkan pada 180°.
2. Aktifkan bacaan anjakan-panjang-gelombang.
3. Tetapkan sudut serakan bagi setiap percubaan (menghampiri 180°) dan rekod anjakan panjang gelombang.

3 · Kumpul Data

Plot Δλ (paksi-y) melawan sudut serakan θ (paksi-x) bagi tiga percubaan anda. Adakah ia kelihatan seperti merata berhampiran 180°?

4 · Analisis

1. Bagi satu percubaan, kira Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). Bandingkan dengan jadual. Sahkan θ = 180° memberi Δλ = 2h/(m_ec), nilai maksimum yang mungkin.
2. Terangkan, menggunakan (1 − cos θ), mengapa 180° memberikan anjakan maksimum: cos(180°) = −1, jadi (1 − cos θ) mencapai nilai terbesar yang mungkin iaitu 2 pada sudut itu.

5 · Lanjutkan

1. Pada 180°, foton membalikkan arah sepenuhnya, memindahkan momentum maksimum yang mungkin kepada elektron (keabadian momentum). Terangkan mengapa pemindahan momentum maksimum sepadan dengan kehilangan tenaga maksimum (maka peningkatan panjang gelombang maksimum) bagi foton.
2. Pada θ = 0° (tiada serakan langsung), apa nilai Δλ? Adakah itu masuk akal secara fizikal bagi foton yang tidak berinteraksi?

Fizik di Sebalik Eksperimen Ini

← Kembali ke eksperimen

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma