Fizică modernă
Împrăștiere Compton la 90°
Schimbă θ — privește Δλ = λ_C(1 − cos θ) crescând cu unghiul.
Împrăștiere Compton la 90° — simulație interactivă de Fizică modernă. Schimbă θ — privește Δλ = λ_C(1 − cos θ) crescând cu unghiul. Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.
Împrăștiere Compton
Schimbă θ — privește Δλ = λ_C(1 − cos θ) crescând cu unghiul.
Un foton X se ciocnește cu un electron aproape liber, în repaus. Fotonul împrăștiat pierde energie, iar lungimea lui de undă crește cu Δλ = (h/mₑc)(1 − cos θ). La θ = 90° deplasarea este egală cu lungimea de undă Compton λ_C ≈ 2.43 pm. Rotește θ și privește raza împrăștiată punctată și indicația Δλ crescând cu unghiul — dovadă directă că fotonii poartă impuls.
- Δλ = λ_C(1−cos θ)
- Impulsul fotonului
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
Un foton X se împrăștie pe un electron liber. Se schimbă lungimea de undă a fotonului împrăștiat și, dacă da, depinde cantitatea de deplasare de unghiul de împrăștiere?
Predicții de cântărit
- Deplasarea lungimii de undă este aceeași la orice unghi.
- Da — deplasarea lungimii de undă crește cu unghiul de împrăștiere, atingând maximul la 180° (drept înapoi).
- Lungimea de undă a fotonului împrăștiat nu se schimbă (ca la împrăștierea ondulatorie clasică).
Rolurile variabilelor
Ce stabilești tu:
- Unghiul de împrăștiere θ (°)
Ce măsori:
- Deplasarea lungimii de undă Δλ (pm)
Cum decurge investigația
- Deschide presetarea compton-90 și apasă Resetează. Lungimea de undă a razei X incidente este 0.05 nm.
- Activează citirea deplasării lungimii de undă.
- Setează unghiul de împrăștiere pentru fiecare încercare și înregistrează deplasarea lungimii de undă.
Ecuația guvernantă
Formula împrăștierii Compton — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
Un foton care se împrăștie pe un electron liber trece la o lungime de undă mai mare cu Δλ = (h/m_ec)(1 − cos θ), depinzând doar de unghiul de împrăștiere θ — dovadă directă că fotonii poartă impuls ca niște particule.
Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve
- Pentru o încercare, calculează Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ) folosind h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, m_e = 9.109×10⁻³¹ kg, c = 3×10⁸ m/s. Compară cu tabelul.
- Observă faptul că Δλ nu depune deloc de lungimea de undă incidentă — doar de unghi. Explică de ce deplasarea Compton este aceeași fie că raza X venită are 0.05 nm, fie 0.5 nm.
Unde mai apare asta dincolo de laborator
- Experimentul lui Compton din 1923 a fost o dovadă istorică că lumina se comportă ca particule (fotoni) cu impuls definit, nu doar ca unde — o imagine pur ondulatorie prezice că nu există nicio deplasare de lungime de undă la împrăștiere. Explică de ce o deplasare DEPENDENTĂ de lungimea de undă ar fi fost imposibil de explicat clasic.
- Constanta h/(m_ec) ≈ 2.43 pm se numește lungimea de undă Compton a electronului. Explică de ce aceasta stabilește scara naturală de mărime pentru cât se poate deplasa lungimea de undă a unui foton la împrăștierea pe un electron.
- 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 90
- Selectează montajul Compton
- Apasă Pornește
- Deplasarea lungimii de undă a fotonului
- 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 →