Vật lý hiện đại
Tán xạ Compton ở 45°
Góc trung gian — năng lượng photon tán xạ giảm vừa phải.
Tán xạ Compton ở 45° — mô phỏng Vật lý hiện đại tương tác. Góc trung gian — năng lượng photon tán xạ giảm vừa phải. Phòng thí nghiệm vật lý ảo miễn phí trên trình duyệt với phép đo SI trực tiếp và hướng dẫn từng bước.
Góc Compton
Góc trung gian: năng lượng photon tán xạ giảm vừa phải.
Góc trung gian: năng lượng photon tán xạ giảm vừa phải.
- Δλ = λ_C(1−cos θ)
- Thay đổi năng lượng
Tóm tắt điều tra
Lập kế hoạch câu hỏi trước khi bạn mở phòng thí nghiệm
Bản tóm tắt phản ánh trang được kết xuất trước: câu hỏi dẫn dắt, các dự đoán cạnh tranh, vai trò của biến, các định luật chi phối, phần thiết lập và các gợi ý phân tích, mở rộng vẫn hiển thị theo thứ tự này.
Câu hỏi lái xe
Ở những góc tán xạ nhỏ, photon hầu như không đổi hướng. Có phải sự dịch chuyển bước sóng của nó cũng trở nên nhỏ đến mức triệt tiêu khi góc tiến tới 0?
Dự đoán cân nặng
- Có - khi θ → 0°, (1 − cos θ) → 0, do đó sự dịch chuyển bước sóng biến mất đối với một photon hầu như không tán xạ.
- Sự thay đổi gần như không đổi ngay cả ở những góc nhỏ.
- Sự thay đổi thực sự phát triển lớn hơn ở những góc nhỏ.
Vai trò thay đổi
Những gì bạn đặt:
- Góc tán xạ θ (°)
Những gì bạn đo lường:
- Sự dịch chuyển bước sóng Δλ (pm)
Cuộc điều tra diễn ra như thế nào
- Mở cài đặt trước compton-45 và nhấn Reset. Bước sóng tia X tới là 0,08 nm; góc tán xạ được cố định ở 45°.
- Kích hoạt tính năng đọc sự dịch chuyển bước sóng.
- Đặt góc tán xạ cho mỗi lần thử (góc nhỏ) và ghi lại sự dịch chuyển bước sóng.
phương trình điều khiển
Dịch chuyển Compton ở các góc nhỏ — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
Khi θ → 0°, (1 − cos θ) → 0, do đó Δλ → 0: một photon gần như không đổi hướng sẽ hầu như không mất năng lượng, phù hợp với sự bảo toàn động lượng đối với một vụ va chạm gần như không bị xáo trộn.
Bảng tính có thể in được yêu cầu học sinh làm gì
- Đối với một lần thử, hãy tính Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ). So sánh với bảng. Xác nhận ca co lại khi θ giảm.
- Giải thích tại sao một photon hầu như không bị lệch (θ) nhỏ truyền rất ít động lượng cho electron và do đó mất rất ít năng lượng - do đó có sự dịch chuyển bước sóng rất nhỏ.
Nơi điều này xuất hiện bên ngoài phòng thí nghiệm
- Không giống như bước sóng tới của thí nghiệm này ( 0.08 nm, khác với 0.05 nm của compton-90), bước sóng SHIFT Δλ ở bất kỳ góc nào đã cho sẽ giống hệt nhau giữa hai thí nghiệm. Giải thích tại sao công thức Compton làm cho sự dịch chuyển không phụ thuộc vào bước sóng của photon tới.
- Ở những góc rất nhỏ, Δλ trở nên khó đo bằng thực nghiệm đối với bước sóng tới (lớn hơn nhiều). Giải thích tại sao các thí nghiệm tán xạ Compton thường sử dụng tia X bước sóng ngắn thay vì ánh sáng khả kiến, trong đó sự dịch chuyển quy mô picometer vốn đã rất nhỏ lại thậm chí còn ít được chú ý hơn.
- 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
- Chào mừng đến Compton 45°
- Chọn thiết lập Compton
- Nhấn Phát
- Góc quyết định mất năng lượng
- Mở Trình kiểm tra
- Hoàn thành!
Mở mô phỏng tương tác để xây dựng hoạt cảnh, nhấn Chạy và khám phá với các phép đo trực tiếp và bài hướng dẫn.
Mở phòng thí nghiệm tương tác →