Comptonovo sipanje: največji zamik pri vzvratnem sipanju

1 · Predvidi

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?

• 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.

2 · Pripravi

1. Odpri prednastavitev compton-180 in pritisni Ponastavi. Vpadna valovna dolžina je 0,05 nm; kot sipanja je fiksen 180°.
2. Omogoči odčitek zamika valovne dolžine.
3. Nastavi kot sipanja za vsak poskus (približujoč 180°) in zabeleži zamik valovne dolžine.

3 · Zberi podatke

Nariši Δλ (os y) proti kotu sipanja θ (os x) za svoje tri poskuse. Ali je videti, da se izravna blizu 180°?

4 · Analiziraj

1. 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.
2. 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.

5 · Razširi

1. 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.
2. Pri θ = 0° (sploh ni sipanja), kaj bi bil Δλ? Ali to ima fizikalni smisel za foton, ki ne interagira?

Fizika za tem poskusom

← Nazaj na poskus

138 brezplačnih natisljivih fizikalnih delovnih listov