Física moderna
Espalhamento Compton a 90°
Altere θ — observe Δλ = λ_C(1 − cos θ) crescer com o ângulo.
Espalhamento Compton a 90° — simulação interativa de Física moderna. Altere θ — observe Δλ = λ_C(1 − cos θ) crescer com o ângulo. Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.
Dispersão de Compton
Altere θ: observe como Δλ = λ_C(1 − cos θ) cresce com o ângulo.
Altere θ: observe como Δλ = λ_C(1 − cos θ) cresce com o ângulo.
- Δλ = λ_C(1−cos θ)
- Momento do fóton
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
Um fóton de raio X dispersa um elétron livre. O comprimento de onda do fóton espalhado muda e, em caso afirmativo, a quantidade de mudança depende do ângulo de dispersão?
Previsões para pesar
- A mudança de comprimento de onda é a mesma em todos os ângulos.
- Sim — a mudança de comprimento de onda aumenta com o ângulo de espalhamento, atingindo seu máximo em 180° (reto para trás).
- O comprimento de onda do fóton espalhado não muda (como o espalhamento de onda clássico).
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-90 preset e pressione Redefinir. O comprimento de onda do raio X incidente é 0.05 nm.
- Ative a leitura de mudança de comprimento de onda.
- Defina o ângulo de dispersão para cada tentativa e registre a mudança de comprimento de onda.
Equação governante
Fórmula de dispersão Compton — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
Um fóton espalhado por um elétron livre muda para um comprimento de onda mais longo em Δλ = (h/m_ec)(1 − cos θ), dependendo apenas do ângulo de espalhamento θ - evidência direta de que os fótons carregam momento como partículas.
O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam
- Para uma tentativa, calcule Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ) usando h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, m_e = 9.109×10⁻³¹ kg, c = 3×10⁸ m/s. Compare com a tabela.
- Observe que Δλ não depende do comprimento de onda incidente - apenas do ângulo. Explique por que o deslocamento Compton é o mesmo, quer o raio X recebido seja 0.05 nm ou 0.5 nm.
Onde isso aparece além do laboratório
- A experiência 1923 de Compton foi uma evidência histórica de que a luz se comporta como partículas (fótons) com momento definido, e não apenas como ondas - uma imagem puramente ondulatória não prevê nenhuma mudança de comprimento de onda na dispersão. Explique por que uma mudança DEPENDENTE do comprimento de onda teria sido impossível de explicar classicamente.
- A constante h/(m_ec) ≈ 2.43 pm é chamada de comprimento de onda Compton do elétron. Explique por que isso define a escala de tamanho natural para quanto o comprimento de onda de um fóton pode mudar ao espalhar um elétron.
- 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 90°
- Selecione a montagem de Compton
- Pressione Reproduzir
- Deslocamento de comprimento de onda do fóton
- 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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