Moderna fizika
Comptonovo vzvratno sipanje (180°)
Pri θ = 180° je zamik valovne dolžine največji (2λ_C).
Comptonovo vzvratno sipanje (180°) — interaktivna simulacija Moderna fizika. Pri θ = 180° je zamik valovne dolžine največji (2λ_C). Brezplačen virtualni fizikalni laboratorij v brskalniku z živimi meritvami SI in vodenim vodnikom.
Vzvratno sipanje
Pri θ = 180° je zamik valovne dolžine največji (2λ_C).
Vzvratno sipanje pri θ = 180° da največji Comptonov zamik Δλ_max = 2λ_C, ker je cos 180° = −1. Vpadni foton izroči največ gibalne količine odbijajočemu elektrono; sipani foton izide z najdaljšo valovno dolžino in najnižjo energijo. Primerjaj to mejo z manjšimi koti na odru.
- Δλ_max = 2λ_C
- θ = 180°
Oris preiskave
Načrtuj vprašanje, preden odpreš laboratorij
Oris zrcali predizrisano stran: vodilno vprašanje, tekmujoča predvidevanja, vloge spremenljivk, vodilni zakoni, priprava, analiza in pozivi k razširitvi ostanejo vidni in v tem vrstnem redu.
Vodilno vprašanje
Foton, ki se sipe naravnost nazaj (180°), prenese največ možne gibalne količine na elektron, ki ga zadene. Ali ta primer vzvratnega sipanja da največji možni Comptonov zamik valovne dolžine?
Predvidevanja za pretehtanje
- Največji zamik se zgodi pri kakem drugem kotu.
- Zamik je enak pri vseh kotih, vključno 180°.
- Da — vzvratno sipanje 180° maksimizira (1 − cos θ), kar da največji možni zamik valovne dolžine za kateri koli kot.
Vloge spremenljivk
Kaj nastaviš:
- Kot sipanja θ (°)
Kaj izmeriš:
- Zamik valovne dolžine Δλ (pm)
Kako poteka preiskava
- Odpri prednastavitev compton-180 in pritisni Ponastavi. Vpadna valovna dolžina je 0,05 nm; kot sipanja je fiksen 180°.
- Omogoči odčitek zamika valovne dolžine.
- Nastavi kot sipanja za vsak poskus (približujoč 180°) in zabeleži zamik valovne dolžine.
Vodilna enačba
Comptonov zamik pri vzvratnem sipanju — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
Comptonova formula Δλ = (h/m_ec)(1 − cos θ) je maksimizirana pri θ = 180°, kjer je (1 − cos θ) = 2, kar da največji možni zamik valovne dolžine: Δλ_max = 2h/(m_ec) ≈ 4.85 pm.
Kaj natisnjivi delovni list od učencev zahteva izračunati
- Za en poskus izračunaj Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). Primerjaj s tabelo. Potrdi, da θ = 180° da Δλ = 2h/(m_ec), največjo možno vrednost.
- Z (1 − cos θ) razloži, zakaj 180° da največji zamik: cos(180°) = −1, zato (1 − cos θ) doseže svojo največjo možno vrednost 2 pri tem kotu.
Kje se to pokaže onkraj laboratorija
- Pri 180° foton popolnoma obrne smer in prenese največ možne gibalne količine na elektron (ohranitev gibalne količine). Razloži, zakaj največji prenos gibalne količine ustreza največji izgubi energije (in torej največjemu povečanju valovne dolžine) za foton.
- Pri θ = 0° (sploh ni sipanja), kaj bi bil Δλ? Ali to ima fizikalni smisel za foton, ki ne interagira?
- 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
- Dobrodošli pri Comptonu 180
- Izberi Comptonovo postavitev
- Pritisni Predvajaj
- Največji Comptonov zamik
- Odpri ploščo Lastnosti
- Uspelo ti je!
Odpri interaktivno simulacijo, zgradi prizor, pritisni Predvajaj in raziskuj z živimi meritvami in vodenim vodnikom.
Odpri interaktivni laboratorij →