காம்ப்டன் பரியல்
ஒரு ஃபோட்டான் ஒரு எலக்ட்ரானுடன் மோதும்போது, ஒரு பிலியர்ட் பந்து போல துடிக்கிறது — சில ஆற்றலை இழந்து அலைநீளத்தைப் பெறுகிறது. துடிப்பு கோணம் பெரியதாக இருக்க, அதன் அலைநீளம் அதிகமாக நீட்டிக்கப்படும், மற்றும் அந்த அலைநீள மாற்றம் வெறுமனே பரியல் கோணத்தை சார்ந்தது, ஃபோட்டானின் அசல் ஆற்றலை அல்லது மோதலைப் பற்றிய வேறு எதையும் அல்ல. இது, ஒளி உந்தத்தை சுமக்கும் துகள் போன்ற பொட்டலங்களில் பயணிக்கிறது என்பதற்கான மிகத் தெளிவான நிரூபணங்களில் ஒன்றாகும்.
சூத்திரம்
Δλ = (h / mₑc) · (1 − cos θ)
- Δλ — அலைநீள மாற்றம் (m): பரியலுக்குப் பிறகு ஃபோட்டானின் அலைநீளம் எவ்வளவு நீளமாகும்
- h / mₑc — காம்ப்டன் அலைநீளம் (m): எலக்ட்ரானின் நிறையால் நிர்ணயிக்கப்பட்ட 2.43 பைக்கோமீட்டருக்கு சமமான ஒரு நிலையான மாறிலி
- θ — பரியல் கோணம் (°): ஃபோட்டானின் வரும் மற்றும் வெளிச்செல்லும் திசைகளுக்கு இடையேயான கோணம்
தீர்க்கப்பட்ட எடுத்துக்காட்டு
ஒரு ஃபோட்டான், 90 டிகிரி கோணத்தில் ஒரு எலக்ட்ரானிலிருந்து நேராக பரிகிறது. அதன் அலைநீளம் எவ்வளவு மாறும்?
- θ = 90°
- h / mₑc = 2.43 pm
- Δλ = (h / mₑc) · (1 − cos θ)
- Δλ = 2.43 pm · (1 − cos 90°) = 2.43 pm · 1
Δλ = 2.43 pm
உங்களைச் சோதியுங்கள்
இப்போது ஃபோட்டான் நேராக பின்நோக்கி, 180 டிகிரி கோணத்தில் துடிக்கிறது. அலைநீள மாற்றம் என்ன?
- சரியான விடை: 4.86 pm
- 2.43 pm
- 1.22 pm
சரி! 180° இல், cos θ = −1, எனவே (1 − cos θ) = 2, Δλ = 2.43 pm × 2 = 4.86 pm தருகிறது.
எந்த பரியல் கோணத்தில் ஃபோட்டானின் அலைநீள மாற்றம் பூஜ்யமாகும்?
- 180°
- 90°
- சரியான விடை: 0°
சரி! 0° இல் ஃபோட்டான் முற்றிலும் விலகாது, cos θ = 1, எனவே (1 − cos θ) = 0 மற்றும் எந்த மாற்றமும் இல்லை.
இதை எங்கே காண்கிறீர்கள்
ஒரு எக்ஸ்-ரே படத்தில், காம்ப்டன் பரியல், ஒரு எக்ஸ்-ரே ஃபோட்டான் உங்கள் உடலில் ஒரு எலக்ட்ரானிலிருந்து துடித்து தவறான திசையில் கண்டறிதலுக்கு வரும்போது விட்டுச் செல்லும் மங்கல். துடித்த ஃபோட்டானின் நீட்டிக்கப்பட்ட அலைநீளத்தின் ஆர்தர் காம்ப்டனின் 1923 அளவீடு, இயற்பியலாளர்கள் இறுதியில் ஃபோட்டானை ஒரு உண்மையான துகளாக ஏற்ற சோதனை.
பொதுவான தவறுகள்
முக்கிய உண்மை, அலைநீள மாற்றம் வெறுமனே துடிப்பு கோணத்தை சார்ந்தது — ஃபோட்டானின் அசல் ஆற்றலை அல்ல, வேறு எதையும் அல்ல: Δλ = 2.43 pm · (1 − cos θ). 0 டிகிரியில் எதுவும் மாறாது (cos θ = 1 மாற்றத்தை பூஜ்யமாக்கும் — ஃபோட்டான் கிட்டத்தட்ட பரியவில்லை), ஒரு நேரான-பின் துடிப்பு 180 டிகிரியில் அதிகபட்சத்தைத் தரும், cos θ = −1, மாற்றத்தை 4.86 pm ஆக இரட்டிப்பாக்கும்.
இது எவ்வாறு இணைகிறது
ஒளிமின் விளைவு, ஃபோட்டான்கள் ஆற்றலை சுமக்கின்றன என்று காட்டியது; காம்ப்டன் அவை உந்தத்தையும் சுமக்கின்றன என்று காட்டியது — ஒரு அலைநீளம் கொண்ட பிலியர்ட் பந்து, எந்திரவியல் தொகுதியின் அதே மோதல் விதிகளால் எலக்ட்ரான்களிலிருந்து பின்வாங்குகிறது. இது எழுப்பும் இயற்கையான கேள்வி — அலைகள் துகள்கள் போல நடந்தால், துகள்கள் அலைகள் போல நடக்குமா? — சரியாக அடுத்த பாடம்.