காம்ப்டன் பரியல்: 90°-இல் அலைநீள மாற்றம்

1 · கணிப்பு

ஒரு எக்ஸ்-ரே ஃபோட்டான், ஒரு கட்டுறா எலக்ட்ரானில் இருந்து பரிகிறது. பரியப்பட்ட ஃபோட்டானின் அலைநீளம் மாறுமா, மாறினால், மாற்றத்தின் அளவு பரியல் கோணத்தை சார்ந்துள்ளதா?

• 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).

2 · அமைப்பு

1. compton-90 முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். வரும் எக்ஸ்-ரே அலைநீளம் 0.05 nm.
2. அலைநீள-மாற்ற வாசிப்பை இயக்குங்கள்.
3. ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் பரியல் கோணத்தை அமைத்து அலைநீள மாற்றத்தைப் பதிவு செய்யுங்கள்.

3 · தரவு சேகரி

உங்கள் மூன்று முயற்சிகளுக்கும், (1 − cos θ) (x-அச்சு) எதிராக Δλ (y-அச்சு)-ஐ வரையுங்கள். கோடு ஆதாரப் புள்ளி வழியாக நேர்கோடாக செல்கிறதா?

4 · பகுப்பாய்வு

1. 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.
2. 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.

5 · நீட்டிப்பு

1. 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.
2. 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.

இந்த சோதனையின் பின்னணி இயற்பியல்

← சோதனைக்குத் திரும்பு

138 இலவச அச்சிடக்கூடிய இயற்பியல் ஆய்வகப் பணித்தாள்கள்