காம்ப்டன் பரியல்: ஒரு சிறிய-கோண ஒப்பீடு

1 · கணிப்பு

சிறிய பரியல் கோணங்களில், ஒரு ஃபோட்டான் திசையை சற்றே மாற்றுகிறது. கோணம் பூஜ்யத்தை அணுகும்போது அதன் அலைநீள மாற்றமும் கிட்டத்தட்ட பூஜ்யமாக மாறுமா?

• ஆம் — θ → 0° ஆகும்போது, (1 − cos θ) → 0, எனவே சற்றே பரியும் ஃபோட்டானுக்கு அலைநீள மாற்றம் மறைகிறது.
• சிறிய கோணங்களிலும் மாற்றம் தோராயமாக நிலையாக இருக்கும்.
• மாற்றம் உண்மையில் சிறிய கோணங்களில் பெரியதாகும்.

2 · அமைப்பு

1. compton-45 முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். வரும் எக்ஸ்-ரே அலைநீளம் 0.08 nm; பரியல் கோணம் 45° நிலையானது.
2. அலைநீள-மாற்ற வாசிப்பை இயக்குங்கள்.
3. ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் பரியல் கோணத்தை அமைத்து (சிறிய கோணங்கள்), அலைநீள மாற்றத்தைப் பதிவு செய்யுங்கள்.

3 · தரவு சேகரி

உங்கள் மூன்று முயற்சிகளுக்கும், பரியல் கோணம் θ (x-அச்சு) எதிராக Δλ (y-அச்சு)-ஐ வரையுங்கள்.

4 · பகுப்பாய்வு

1. ஒரு முயற்சிக்கு, Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ) கணக்கிடுங்கள். அட்டவணையுடன் ஒப்பிடுங்கள். θ குறையும்போது மாற்றம் சுருங்குகிறது என்பதை உறுதிப்படுத்துங்கள்.
2. கிட்டத்தட்ட விலகாத ஒரு ஃபோட்டான் (சிறிய θ), எலக்ட்ரானுக்கு மிகக் குறைவான உந்தத்தை மாற்றி, எனவே மிகக் குறைவான ஆற்றலை இழக்கிறது — அதனால்தான் மிகச் சிறிய அலைநீள மாற்றம் — ஏன் என்று விளக்குங்கள்.

5 · நீட்டிப்பு

1. இந்த சோதனையின் வரும் அலைநீளம் (0.08 nm, compton-90 இன் 0.05 nm-இலிருந்து வேறுபட்டது) என்பதற்கு மாறாக, எந்தவொரு குறிப்பிட்ட கோணத்திலும் அலைநீள மாற்றம் Δλ இரண்டு சோதனைகளுக்கும் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும். காம்ப்டன் சூத்திரம், மாற்றத்தை வரும் ஃபோட்டானின் அலைநீளத்திலிருந்து சுயாதீனமாக்குவது ஏன் என்று விளக்குங்கள்.
2. மிகச் சிறிய கோணங்களில், (மிகப் பெரிய) வரும் அலைநீளத்திற்கு எதிராக Δλ-ஐ சோதனை ரீதியாக அளப்பது கடினம். ஏற்கனவே மிகச் சிறிய பைக்கோமீட்டர் அளவு மாற்றம் இன்னும் குறைவாக தெரியும் காட்சி ஒளியை காட்டிலும் காம்ப்டன் பரியல் சோதனைகள் குறுகிய-அலைநீள எக்ஸ்-ரேகளை பொதுவாக ஏன் பயன்படுத்துகின்றன என்று விளக்குங்கள்.

இந்த சோதனையின் பின்னணி இயற்பியல்

← சோதனைக்குத் திரும்பு

138 இலவச அச்சிடக்கூடிய இயற்பியல் ஆய்வகப் பணித்தாள்கள்