Fiżika Moderna

Tferrax ta’ Compton fuq 90°

Ibdel θ — ara kif Δλ = λ_C(1 − cos θ) tikber mal-angolu.

Tferrax ta’ Compton fuq 90° — simulazzjoni interattiva ta’ Fiżika Moderna. Ibdel θ — ara kif Δλ = λ_C(1 − cos θ) tikber mal-angolu. Laboratorju virtwali tal-fiżika b’xejn fil-browser b’kejl SI ħaj u tutorjal gwida.

tferrax ta’ Compton

Ibdel θ — ara kif Δλ = λ_C(1 − cos θ) tikber mal-angolu.

Foton ta’ X-ray jiltaqa’ ma’ elettron kważi ħieles fi mistrieħ. Il-foton mitxerrid jitlef enerġija u t-tul ta’ mewġa tiegħu jiżdied b’Δλ = (h/mₑc)(1 − cos θ). F’θ = 90° l-ispostament jaqbel mat-tul ta’ mewġa ta’ Compton λ_C ≈ 2.43 pm. Dawwar θ u ara r-raġġ mitxerrda mwarba u l-qari ta’ Δλ jikbru mal-angolu — evidenza diretta li l-fotoni jġorru momentum.

• Δλ = λ_C(1−cos θ)
• Momentum tal-foton

Sommarju ta’ investigazzjoni

Ippjana l-mistoqsija qabel ma tiftaħ il-lab

Il-brief jgħaqqad mal-paġna pre-renderjata: mistoqsija ewlenija, predizzjonijiet li jikkontestaw, rwoli tal-varjabbli, liġijiet li jirregolaw, s-setup, analiżi u talbiet ta’ estensjoni jibqgħu viżibbli u f’dan l-ordni.

Mistoqsija ta’ tmexxija

Foton ta’ X-ray jitxerreder minn elettron ħieles. It-tul ta’ mewġa tal-foton mitxerrid jinbidel, u jekk iva, l-ammont ta’ spostament jiddependi mill-angolu ta’ tixrid?

Predizzjonijiet biex jitqiesu

• L-ispostament tat-tul ta’ mewġa hu l-istess f’kull angolu.
• Iva — l-ispostament tat-tul ta’ mewġa jikber mal-angolu ta’ tixrid, u jilħaq il-max f’180° (dritt lura).
• It-tul ta’ mewġa tal-foton mitxerrid ma jinbidilx (bħat-tixrid klassika tal-mewġ).

Rwoli tal-varjabbli

X’issettja:

• Angolu tat-Tferrax θ (°)

X’tkejjel:

• Bidla fit-Tul ta’ Mewġa Δλ (pm)

Kif taħdem l-investigazzjoni

1. Iftaħ il-preset ta’ compton-90 u agħfas Reset. It-tul ta’ mewġa tal-X-ray ta’ dħul hu 0.05 nm.
2. Attiva l-qari ta’ spostament ta’ tul ta’ mewġa.
3. Issettja l-angolu ta’ tixrid għal kull prova u irrekordja l-ispostament tat-tul ta’ mewġa.

l-ekwazzjoni li tiggwida

Il-Formula tat-Tferrax ta’ Compton — Δλ = λ_C(1 − cos θ)

Foton jitxerreder minn elettron ħieles jersaq għal tul ta’ mewġa itwal b’Δλ = (h/m_ec)(1 − cos θ), jiddependi biss mill-angolu ta’ tixrid θ — evidenza diretta li l-fotoni jġorru momentum bħal partiċelli.

X’il-folja stampabbli titlob lill-istudenti jaħdmu

• Għal prova waħda, ikkalkula Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ) bl-użu ta’ h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, m_e = 9.109×10⁻³¹ kg, c = 3×10⁸ m/s. Qabbel mat-tabella.
• Innota li Δλ ma jiddependix xejn mit-tul ta’ mewġa ta’ dħul — biss fuq l-angolu. Ispjega għalfejn l-ispostament ta’ Compton hu l-istess jekk l-X-ray ta’ dħul jkun 0.05 nm jew 0.5 nm.

Fejn dan jidher lil hinn mill-lab

• L-esperiment ta’ Compton tal-1923 kien evidenza storika li d-dawl jaġixxi bħal partiċelli (fotoni) b’momentum definit, mhux biss mewġ — pittura purament tal-mewġ tbassar l-ebda spostament ta’ tul ta’ mewġa xejn fit-tixrid. Ispjega għalfejn spostament dipendenti mit-TUL TA’ MEWĠA kien impossibbli biex jispjegah klassikament.
• Il-kostanti h/(m_ec) ≈ 2.43 pm hi msejħa t-tul ta’ mewġa ta’ Compton ta’ l-elettron. Ispjega għalfejn din tissettja l-iskala naturali ta’ daqs ta’ kemm it-tul ta’ mewġa ta’ foton jista’ jinbidel meta jitxerreder minn elettron.

• 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

1. Merħba għal Compton 90
2. Agħżel is-setup ta’ Compton
3. Agħfas Riproduċi
4. Spostament tat-tul ta’ mewġa tal-foton
5. Iftaħ il-pannell tal-Proprjetajiet
6. Għamirtha!

Iftaħ is-simulazzjoni interattiva biex tibni x-xena, agħfas Riproduċi, u esplora b’kejl ħaj u tutorjal bil-gwida.

Iftaħ Lab Interattiv →

Niżżel il-folja →

It-Tferrax ta’ Compton