நவீன இயற்பியல்
90° இல் காம்ப்டன் பரியல்
θ-ஐ மாற்றுங்கள் — Δλ = λ_C(1 − cos θ) கோணத்துடன் வளர்வதைப் பாருங்கள்.
90° இல் காம்ப்டன் பரியல் — ஊடாடும் நவீன இயற்பியல் உருவகம். θ-ஐ மாற்றுங்கள் — Δλ = λ_C(1 − cos θ) கோணத்துடன் வளர்வதைப் பாருங்கள். நேரலை SI அளவீடுகள், வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் கூடிய இலவச உலாவி அடிப்படையிலான மெய்நிகர் இயற்பியல் ஆய்வகம்.
காம்ப்டன் பரியல்
θ-ஐ மாற்றுங்கள் — Δλ = λ_C(1 − cos θ) கோணத்துடன் வளர்வதைப் பாருங்கள்.
ஒரு X-கதிர் ஃபோட்டான், ஓய்விலுள்ள ஏறக்குறைய கட்டற்ற எலக்ட்ரானுடன் மோதுகிறது. பரியல் ஃபோட்டான் ஆற்றலை இழந்து, அதன் அலைநீளம் Δλ = (h/mₑc)(1 − cos θ) அதிகரிக்கிறது. θ = 90°-இல் நகர்வு காம்ப்டன் அலைநீளம் λ_C ≈ 2.43 pm-க்குச் சமம். θ-ஐ சுழற்றி, இடைவெளி கோட்டுடன் காட்டப்படும் பரியல் கதிர் மற்றும் Δλ வாசிப்பு கோணத்துடன் வளர்வதைப் பாருங்கள் — ஃபோட்டான்கள் உந்தம் தாங்குகின்றன என்பதற்கு நேரடி சான்று.
- Δλ = λ_C(1−cos θ)
- ஃபோட்டான் உந்தம்
ஆய்வுச் சுருக்கம்
ஆய்வகத்தைத் திறப்பதற்கு முன் கேள்வியைத் திட்டமிடுங்கள்
சுருக்கம் முன்வரைவு செய்யப்பட்ட பக்கத்தை பிரதிபலிக்கிறது: இயக்கும் கேள்வி, போட்டி கணிப்புகள், மாறி பாத்திரங்கள், நிர்வகிக்கும் விதிகள், அமைப்பு, பகுப்பாய்வு மற்றும் நீட்டிப்பு தூண்டல்கள் காணும்படி இருக்கும், இந்த வரிசையிலேயே.
இயக்கும் கேள்வி
ஒரு எக்ஸ்-ரே ஃபோட்டான், ஒரு கட்டுறா எலக்ட்ரானில் இருந்து பரிகிறது. பரியப்பட்ட ஃபோட்டானின் அலைநீளம் மாறுமா, மாறினால், மாற்றத்தின் அளவு பரியல் கோணத்தை சார்ந்துள்ளதா?
நிறுத்திப் பார்க்க வேண்டிய கணிப்புகள்
- அலைநீள மாற்றம் ஒவ்வொரு கோணத்திலும் அதே.
- ஆம் — அலைநீள மாற்றம் பரியல் கோணத்துடன் வளர்கிறது, 180°-இல் (நேராக பின்நோக்கி) அதன் அதிகபட்சத்தை அடைகிறது.
- பரியப்பட்ட ஃபோட்டானின் அலைநீளம் மாறாது (செவ்வியல் அலை பரியல் போல).
மாறிகளின் பாத்திரங்கள்
நீங்கள் அமைப்பவை:
- பரியல் கோணம் θ (°)
நீங்கள் அளப்பவை:
- அலைநீள மாற்றம் Δλ (pm)
விசாரணை எவ்வாறு நடக்கிறது
- compton-90 முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். வரும் எக்ஸ்-ரே அலைநீளம் 0.05 nm.
- அலைநீள-மாற்ற வாசிப்பை இயக்குங்கள்.
- ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் பரியல் கோணத்தை அமைத்து அலைநீள மாற்றத்தைப் பதிவு செய்யுங்கள்.
ஆளும் சமன்பாடு
காம்ப்டன் பரியல் சூத்திரம் — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
ஒரு கட்டுறா எலக்ட்ரானில் இருந்து பரியும் ஒரு ஃபோட்டான், வெறுமனே பரியல் கோணம் θ-ஐ சார்ந்த Δλ = (h/m_ec)(1 − cos θ) அளவு நீளமான அலைநீளத்திற்கு மாறுகிறது — ஃபோட்டான்கள் துகள்கள் போல உந்தத்தை எடுத்துச் செல்கின்றன என்பதற்கான நேரடி சான்று.
அச்சிடக்கூடிய பணித்தாள் மாணவர்களிடம் என்ன கண்டறியச் சொல்கிறது
- ஒரு முயற்சிக்கு, h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, m_e = 9.109×10⁻³¹ kg, c = 2.998×10⁸ m/s பயன்படுத்தி Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ) கணக்கிடுங்கள். அட்டவணையுடன் ஒப்பிடுங்கள்.
- Δλ, வரும் அலைநீளத்தை முற்றிலும் சார்ந்திருக்காது — கோணத்தை மட்டுமே சார்ந்திருக்கிறது என்பதைக் கவனியுங்கள். வரும் எக்ஸ்-ரே 0.05 nm ஆக இருந்தாலும் 0.5 nm ஆக இருந்தாலும், காம்ப்டன் மாற்றம் அதேயாக இருக்கும் ஏன் என்று விளக்குங்கள்.
ஆய்வகத்தைத் தாண்டி இது எங்கு தோன்றுகிறது
- காம்ப்டனின் 1923 சோதனை, ஒளி அலைகள் மட்டுமல்லாமல் தீர்மானிக்கப்பட்ட உந்தம் கொண்ட துகள்கள் (ஃபோட்டான்கள்) போல நடக்கிறது என்பதற்கான வரலாற்று சான்று — தூய அலை படம், பரியலில் எந்த அலைநீள மாற்றமும் இல்லை என்று கணிக்கும். கோண-சார்ந்த மாற்றத்தை செவ்வியல் ரீதியாக விளக்க முடியாது ஏன் என்று விளக்குங்கள்.
- மாறிலி h/(m_ec) ≈ 2.43 pm, எலக்ட்ரானின் காம்ப்டன் அலைநீளம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு எலக்ட்ரானில் இருந்து பரியும்போது ஒரு ஃபோட்டானின் அலைநீளம் எவ்வளவு மாறலாம் என்பதற்கான இயற்கை அளவு அளவை இது ஏன் நிர்ணயிக்கிறது என்று விளக்குங்கள்.
- 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
- காம்ப்டன் 90-க்கு வருக
- காம்ப்டன் அமைப்பைத் தேர்ந்தெடுங்கள்
- இயக்கு பொத்தானை அழுத்துங்கள்
- ஃபோட்டான் அலைநீள நகர்வு
- பண்புகள் பேனலைத் திறங்கள்
- செய்துவிட்டீர்கள்!
காட்சியை உருவாக்கி, இயக்கு பொத்தானை அழுத்தி, நேரலை அளவீடுகள் மற்றும் வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் ஆராய்வதற்கு ஊடாடும் உருவகத்தைத் திறங்கள்.