ఆధునిక భౌతిక శాస్త్రం
కాంప్టన్ పునఃవిసరణ (180°)
θ = 180° వద్ద తరంగదైర్ఘ్య స్థానభ్రంశం గరిష్ఠం (2λ_C).
కాంప్టన్ పునఃవిసరణ (180°) — ఇంటరాక్టివ్ ఆధునిక భౌతిక శాస్త్రం సిమ్యులేషన్. θ = 180° వద్ద తరంగదైర్ఘ్య స్థానభ్రంశం గరిష్ఠం (2λ_C). ప్రత్యక్ష SI కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్తో కూడిన ఉచిత, బ్రౌజర్ ఆధారిత ఆభాసీ భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగశాల.
బ్యాక్స్కాటర్
θ = 180° వద్ద తరంగదైర్ఘ్య స్థానభ్రంశం గరిష్ఠం (2λ_C).
θ = 180° వద్ద బ్యాక్స్కాటరింగ్ గరిష్ఠ కాంప్టన్ స్థానభ్రంశం Δλ_max = 2λ_C ఇస్తుంది — cos 180° = −1 కాబట్టి. పతన ఫోటాన్ వెనుకకు ప్రయోగించుకునే ఎలక్ట్రాన్కు అత్యధిక ద్రవ్యవేగాన్ని దానం చేస్తుంది; విసరిత ఫోటాన్ అత్యధిక తరంగదైర్ఘ్యం, అత్యల్ప శక్తితో బయటకు వస్తుంది. ఈ పరిమితిని వేదికపై చిన్న కోణాలతో పోల్చండి.
- Δλ_max = 2λ_C
- θ = 180°
దర్యాప్తి సంక్షిప్త వివరణ
ల్యాబ్ తెరిచే ముందు ప్రశ్నను ప్లాన్ చేయండి
ఈ సంక్షిప్త సారాంశం ప్రీరెండర్ చేసిన పేజీని ప్రతిబింబిస్తుంది: ముఖ్య ప్రశ్న, పోటీ ఊహలు, చరరాశి పాత్రలు, నియంత్రక నియమాలు, సెటప్, విశ్లేషణ, విస్తరణ ప్రశ్నలు — ఇవే క్రమంలో కనిపిస్తూ ఉంటాయి.
ముఖ్య ప్రశ్న
నేరుగా వెనక్కి (180°) విసరణ చెందే ఫోటాన్ ఢీ కొట్టిన ఎలక్ట్రాన్కు అత్యధిక ద్రవ్యవేగాన్ని బదిలీ చేస్తుంది. ఈ పునఃవిసరణ సందర్భం అతిపెద్ద కాంప్టన్ తరంగదైర్ఘ్య స్థానభ్రంశాన్ని ఇస్తుందా?
పరిగణించాల్సిన ఊహలు
- గరిష్ఠ స్థానభ్రంశం వేరే ఏదో కోణం వద్ద జరుగుతుంది.
- 180° ఉన్నట్లే, అన్ని కోణాల వద్ద స్థానభ్రంశం ఒక్కటే ఉంటుంది.
- అవును — 180° పునఃవిసరణ (1 − cos θ) ను గరిష్ఠీకరిస్తుంది, ప్రతి కోణానికీ సాధ్యమైన అతిపెద్ద తరంగదైర్ఘ్య స్థానభ్రంశాన్ని ఇస్తుంది.
చరరాశి పాత్రలు
మీరు సెట్ చేసేవి:
- విసరణ కోణం θ (°)
మీరు కొలిచేవి:
- తరంగదైర్ఘ్య స్థానభ్రంశం Δλ (pm)
పరిశోధన ఎలా నడుస్తుంది
- compton-180 ప్రీసెట్ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. ఆపాత X-రే తరంగదైర్ఘ్యం 0.05 nm; విసరణ కోణం 180° వద్ద స్థిరంగా ఉంది.
- తరంగదైర్ఘ్య-స్థానభ్రంశ రీడింగ్ను చేతనం చేయండి.
- ప్రతి ప్రయత్నానికి విసరణ కోణాన్ని (180° ను సమీపిస్తూ) సెట్ చేసి, తరంగదైర్ఘ్య స్థానభ్రంశాన్ని నమోదు చేయండి.
పాలక సమీకరణం
పునఃవిసరణ వద్ద కాంప్టన్ స్థానభ్రంశం — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
కాంప్టన్ సూత్రం Δλ = (h/m_ec)(1 − cos θ) θ = 180° వద్ద గరిష్ఠీకృతమవుతుంది, అక్కడ (1 − cos θ) = 2, సాధ్యమైన అతిపెద్ద తరంగదైర్ఘ్య స్థానభ్రంశాన్ని ఇస్తుంది: Δλ_max = 2h/(m_ec) ≈ 4.85 pm.
ముద్రించగల కార్యపత్రకం విద్యార్థులను ఏమి కనుగొనమంటుంది
- ఒక ప్రయత్నానికి, Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ) లెక్కించండి. పట్టికతో పోల్చండి. θ = 180° సాధ్యమైన గరిష్ఠ విలువ Δλ = 2h/(m_ec) ఇస్తుందని నిర్ధారించండి.
- (1 − cos θ) ఉపయోగించి, 180° గరిష్ఠ స్థానభ్రంశాన్ని ఎందుకు ఇస్తుందో వివరించండి: cos(180°) = −1, కాబట్టి (1 − cos θ) ఆ కోణం వద్ద తన అతిపెద్ద సాధ్యమైన విలువ 2 కు చేరుకుంటుంది.
ల్యాబ్కు మించి ఇది ఎక్కడ కనిపిస్తుంది
- 180° వద్ద, ఫోటాన్ పూర్తిగా దిశ మార్చుకుంటుంది, ఎలక్ట్రాన్కు సాధ్యమైన అత్యధిక ద్రవ్యవేగాన్ని బదిలీ చేస్తుంది (ద్రవ్యవేగ సంరక్షణ). గరిష్ఠ ద్రవ్యవేగ బదిలీ ఫోటాన్కు గరిష్ఠ శక్తి నష్టానికి (అందువల్ల గరిష్ఠ తరంగదైర్ఘ్య పెరుగుదలకు) సమానమని ఎందుకో వివరించండి.
- θ = 0° వద్ద (విసరణే జరగకపోవడం), Δλ ఎంత అవుతుంది? పరస్పర చర్య జరగని ఫోటాన్కు ఇది భౌతికంగా అర్థవంతంగా ఉంటుందా?
- 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
- Compton 180 కు స్వాగతం
- కాంప్టన్ సెటప్ ఎంచుకోండి
- ప్లే నొక్కండి
- గరిష్ఠ కాంప్టన్ స్థానభ్రంశం
- లక్షణాల ప్యానెల్ తెరవండి
- మీరు సాధించారు!
దృశ్యం నిర్మించడానికి, ప్లే నొక్కడానికి, ప్రత్యక్ష కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్తో అన్వేషించడానికి ఇంటరాక్టివ్ సిమ్యులేషన్ తెరవండి.