کامپٹن پراکندگی: 90° پر طولِ موج تبدیلی

1 · پیش گوئی

ایکسرے فوٹون آزاد الیکٹرون سے بکھرتی۔ کیا بکھری فوٹون کی طولِ موج بدلتی، اور بدلے تو تبدیلی پراکندگی زاویے پر منحصر؟

• طولِ موج تبدیلی ہر زاویے پر ایک جیسی۔
• جی ہاں — طولِ موج تبدیلی پراکندگی زاویے کے ساتھ بڑھتی، 180° (سیدھی پیچھے) پر سب سے زیادہ۔
• بکھری فوٹون کی طولِ موج نہیں بدلتی (کلاسیکی لہری پراکندگی جیسی)۔

2 · تیاری

1. کامپٹن-90 پری سیٹ کھولیں اور ری سیٹ دبائیں۔ آنے والی ایکسرے طولِ موج 0.05 nm۔
2. طولِ موج تبدیلی پڑائت فعال کریں۔
3. ہر آزمیش کے لیے پراکندگی زاویہ سیٹ کریں اور طولِ موج تبدیلی درج کریں۔

3 · ڈیٹا جمع کریں

اپنی تین آزمایشوں کے لیے Δλ (y محور) بمقابلہ (1 − cos θ) (x محور) کھینچیں۔ کیا لکیر مبدأ سے سیدھی؟

4 · تجزیہ

1. کسی ایک آزمایش کے لیے Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ) حساب کریں، h = 6.626×10⁻³⁴ J·s، m_e = 9.109×10⁻³¹ kg اور c = 3×10⁸ m/s لے کر۔ جدول سے موازنہ کریں۔
2. غور کریں Δλ آنے والی طولِ موج پر بالکل منحصر نہیں — صرف زاویے پر۔ سمجھائیں کیوں کامپٹن تبدیلی وہی رہتی خواہ آنے والی ایکسرے 0.05 nm ہو یا 0.5 nm۔

5 · توسیع

1. کامپٹن کا 1923 تجربہ تاریخی ثبوت تھا کہ روشنی قطعی مومینٹم والے ذرات (فوٹون) کی طرح برتی ہے، صرف لہر نہیں — خالص لہری تصویر پراکندگی میں کوئی تبدیلی نہیں بتاتی۔ سمجھائیں کیوں طولِ موج سے منحصر تبدیلی کلاسیکی طور پر ناقابلِ بیان ہوتی۔
2. مستقل h/(m_ec) ≈ 2.43 pm الیکٹرون کی کامپٹن طولِ موج کہلاتی۔ سمجھائیں کیوں یہ الیکٹرون سے بکھرتے فوٹون کی طولِ موج تبدیلی کی فطری سائز حد مقرر کرتی۔

اس تجربے کے پیچھے کی طبیعیات

← تجربے پر واپس