Física moderna
Espalhamento Compton a 45°
Ângulo intermediário — energia do fóton espalhado cai moderadamente.
Espalhamento Compton a 45° — simulação interativa de Física moderna. Ângulo intermediário — energia do fóton espalhado cai moderadamente. Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.
Ângulo de Compton
Ângulo intermediário: a energia do fóton dispersado diminui moderadamente.
Ângulo intermediário: a energia do fóton dispersado diminui moderadamente.
- Δλ = λ_C(1−cos θ)
- Mudança de energia
Resumo da investigação
Planeje a pergunta antes de abrir o laboratório
O resumo espelha a página pré-renderizada: a pergunta orientadora, as previsões concorrentes, os papéis das variáveis, as leis governantes, a configuração e os prompts de análise e extensão permanecem visíveis e nesta ordem.
Pergunta de direção
Em pequenos ângulos de dispersão, um fóton quase não muda de direção. Sua mudança de comprimento de onda também se torna cada vez menor à medida que o ângulo se aproxima de zero?
Previsões para pesar
- Sim - como θ → 0°, (1 − cos θ) → 0, então o deslocamento do comprimento de onda desaparece para um fóton que mal se espalha.
- A mudança permanece aproximadamente constante mesmo em ângulos pequenos.
- Na verdade, a mudança aumenta em ângulos pequenos.
Papéis variáveis
O que você definiu:
- Ângulo de dispersão θ (°)
O que você mede:
- Deslocamento de comprimento de onda Δλ (pm)
Como funciona a investigação
- Abra o compton-45 preset e pressione Redefinir. O comprimento de onda do raio X incidente é 0.08 nm; o ângulo de dispersão é fixado em 45°.
- Ative a leitura de mudança de comprimento de onda.
- Defina o ângulo de dispersão para cada tentativa (ângulos pequenos) e registre a mudança de comprimento de onda.
Equação governante
Mudança Compton em pequenos ângulos — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
Como θ → 0°, (1 − cos θ) → 0, então Δλ → 0: um fóton que quase não muda de direção quase não perde energia, consistente com a conservação do momento para uma colisão quase imperturbada.
O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam
- Para uma tentativa, calcule Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). Compare com a tabela. Confirme que o deslocamento diminui à medida que θ diminui.
- Explique por que um fóton quase não defletido (θ pequeno) transfere muito pouco momento para o elétron e, portanto, perde muito pouca energia - daí a pequena mudança no comprimento de onda.
Onde isso aparece além do laboratório
- Ao contrário do comprimento de onda incidente deste experimento (0.08 nm, diferente do 0.05 nm de Compton-90), o comprimento de onda SHIFT Δλ em qualquer ângulo seria idêntico entre os dois experimentos. Explique por que a fórmula de Compton torna o deslocamento independente do comprimento de onda do fóton que chega.
- Em ângulos muito pequenos, Δλ fica difícil de medir experimentalmente em comparação com o comprimento de onda incidente (muito maior). Explique por que os experimentos de espalhamento Compton costumam usar raios X de comprimento de onda curto em vez de luz visível, onde um deslocamento já minúsculo, na escala de picômetros, seria ainda menos perceptível.
- 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
- Bem-vindo a Compton 45°
- Selecione a montagem de Compton
- Pressione Reproduzir
- O ângulo fixa a perda de energia
- Abra o Inspetor
- Você conseguiu!
Abra a simulação interativa para construir a cena, pressione Reproduzir e explore com medições em tempo real e um tutorial guiado.
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