Fizică modernă
Împrăștiere Compton la 45°
Unghi intermediar — energia fotonului împrăștiat scade moderat.
Împrăștiere Compton la 45° — simulație interactivă de Fizică modernă. Unghi intermediar — energia fotonului împrăștiat scade moderat. Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.
Unghi Compton
Unghi intermediar — energia fotonului împrăștiat scade moderat.
La unghiuri intermediare, deplasarea Δλ = λ_C(1 − cos θ) se situează între 0 și 2λ_C. Energia și impulsul se împart între fotonul împrăștiat și electronul de recul; nicio particulă nu rămâne în repaus după ciocnire. Folosește θ = 45° ca punte între limitele razantă și retroîmprăștiere.
- Δλ = λ_C(1−cos θ)
- Deplasare de energie
Rezumat de investigație
Planifică întrebarea înainte să deschizi laboratorul
Rezumatul reflectă pagina pre-randată: întrebarea-ghid, predicțiile concurente, rolurile variabilelor, legile guvernante, montajul, analiza și extensiile rămân vizibile și în această ordine.
Întrebare-ghid
La unghiuri mici de împrăștiere, un foton abia își schimbă direcția. Devine și deplasarea lungimii lui de undă neglijabil de mică pe măsură ce unghiul se apropie de zero?
Predicții de cântărit
- Da — pe măsură ce θ → 0°, (1 − cos θ) → 0, deci deplasarea lungimii de undă dispare pentru un foton care abia se împrăștie.
- Deplasarea rămâne aproximativ constantă chiar și la unghiuri mici.
- Deplasarea crește de fapt mai mare la unghiuri mici.
Rolurile variabilelor
Ce stabilești tu:
- Unghiul de împrăștiere θ (°)
Ce măsori:
- Deplasarea lungimii de undă Δλ (pm)
Cum decurge investigația
- Deschide presetarea compton-45 și apasă Resetează. Lungimea de undă a razei X incidente este 0.08 nm; unghiul de împrăștiere este fix la 45°.
- Activează citirea deplasării lungimii de undă.
- Setează unghiul de împrăștiere pentru fiecare încercare (unghiuri mici) și înregistrează deplasarea lungimii de undă.
Ecuația guvernantă
Deplasarea Compton la unghiuri mici — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
Pe măsură ce θ → 0°, (1 − cos θ) → 0, deci Δλ → 0: un foton care abia își schimbă direcția pierde abia puțină energie, în acord cu conservarea impulsului pentru o ciocnire aproape nederanjată.
Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve
- Pentru o încercare, calculează Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). Compară cu tabelul. Confirmă faptul că deplasarea se micșorează pe măsură ce θ scade.
- Explică de ce un foton aproape nedeflectat (θ mic) transferă foarte puțin impuls electronului și deci pierde foarte puțină energie — de aici deplasarea minusculă de lungime de undă.
Unde mai apare asta dincolo de laborator
- Spre deosebire de lungimea de undă incidentă a acestui experiment (0.08 nm, diferită de 0.05 nm la compton-90), DEPLASAREA Δλ la orice unghi dat ar fi identică între cele două experimente. Explică de ce formula Compton face deplasarea independentă de lungimea de undă a fotonului venit.
- La unghiuri foarte mici, Δλ devine greu de măsurat experimental față de lungimea de undă incidentă (mult mai mare). Explică de ce experimentele de împrăștiere Compton folosesc de obicei raze X cu lungime de undă scurtă în loc de lumină vizibilă, unde o deplasare deja minusculă, de scara picometrului, ar fi și mai puțin observabilă.
- 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
- Bine ai venit la Compton 45
- Selectează montajul Compton
- Apasă Pornește
- Unghiul stabilește pierderea de energie
- Deschide panoul Proprietăți
- Ai reușit!
Deschide simularea interactivă pentru a construi scena, a apăsa Pornește și a explora cu măsurători live și un tutorial ghidat.
Deschide laboratorul interactiv →