Espalhamento Compton: mudança máxima no retroespalhamento

1 · Prever

Um fóton que se espalha diretamente para trás (180°) transfere o maior momento possível para o elétron que atinge. Este caso de retroespalhamento fornece a maior mudança de comprimento de onda Compton possível?

• A mudança máxima acontece em algum outro ângulo.
• O deslocamento é o mesmo em todos os ângulos, incluindo 180°.
• Sim - o retroespalhamento 180° maximiza (1 − cos θ), proporcionando o maior deslocamento de comprimento de onda possível para qualquer ângulo.

2 · Preparar

1. Abra o compton-180 preset e pressione Redefinir. O comprimento de onda do raio X incidente é 0.05 nm; o ângulo de dispersão é fixado em 180°.
2. Ative a leitura de mudança de comprimento de onda.
3. Defina o ângulo de dispersão para cada tentativa (aproximando-se de 180°) e registre a mudança de comprimento de onda.

3 · Coletar Dados

Plote Δλ (eixo y) em relação ao ângulo de dispersão θ (eixo x) para suas três tentativas. Parece que está nivelando perto de 180°?

4 · Analisar

1. Para uma tentativa, calcule Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). Compare com a tabela. Confirmar θ = 180° dá Δλ = 2h/(m_ec), o valor máximo possível.
2. Explique, usando (1 − cos θ), por que 180° fornece o deslocamento máximo: cos(180°) = −1, então (1 − cos θ) atinge seu maior valor possível de 2 naquele ângulo.

5 · Aprofundar

1. Em 180°, o fóton inverte completamente a direção, transferindo o máximo momento possível para o elétron (conservação do momento). Explique por que a transferência máxima de momento corresponde à perda máxima de energia (e, portanto, ao aumento máximo do comprimento de onda) do fóton.
2. Em θ = 0° (nenhuma dispersão), qual seria o valor de Δλ? Isso faz sentido físico para um fóton que não interage?

A física por trás deste experimento

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