Serakan Compton: Satu Perbandingan Sudut Cetek

1 · Ramal

Pada sudut serakan kecil, foton hampir tidak mengubah arah. Adakah anjakan panjang gelombangnya juga menjadi semakin kecil hingga hilang ketika sudut menghampiri sifar?

• Ya -- ketika θ → 0°, (1 − cos θ) → 0, jadi anjakan panjang gelombang lenyap bagi foton yang nyaris tidak terserak.
• Anjakan kekal lebih kurang malar walaupun pada sudut kecil.
• Anjakan sebenarnya membesar pada sudut kecil.

2 · Susun

1. Buka praset compton-45 dan tekan Set semula. Panjang gelombang sinar-X tuju ialah 0.08 nm; sudut serakan ditetapkan pada 45°.
2. Aktifkan bacaan anjakan-panjang-gelombang.
3. Tetapkan sudut serakan bagi setiap percubaan (sudut kecil) dan rekod anjakan panjang gelombang.

3 · Kumpul Data

Plot Δλ (paksi-y) melawan sudut serakan θ (paksi-x) bagi tiga percubaan anda.

4 · Analisis

1. Bagi satu percubaan, kira Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). Bandingkan dengan jadual. Sahkan anjakan mengecil ketika θ menurun.
2. Terangkan mengapa foton yang hampir tak terpesong (θ kecil) memindahkan momentum sangat sedikit kepada elektron, dan justeru kehilangan tenaga sangat sedikit -- maka anjakan panjang gelombang kecil.

5 · Lanjutkan

1. Berbeza dengan panjang gelombang tuju eksperimen ini (0.08 nm, berbeza daripada 0.05 nm compton-90), ANJAKAN panjang gelombang Δλ pada sebarang sudut tertentu akan serupa antara kedua-dua eksperimen. Terangkan mengapa formula Compton menjadikan anjakan itu bebas daripada panjang gelombang foton masuk.
2. Pada sudut sangat kecil, Δλ menjadi sukar diukur secara eksperimen berbanding panjang gelombang tuju (yang jauh lebih besar). Terangkan mengapa eksperimen serakan Compton biasanya menggunakan sinar-X panjang gelombang pendek dan bukannya cahaya tampak, tempat anjakan skala pikometer yang sudah kecil itu akan kurang ketara lagi.

Fizik di Sebalik Eksperimen Ini

← Kembali ke eksperimen

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma