Vật lý hiện đại
Tán xạ Compton ở 90°
Thay đổi θ — quan sát Δλ = λ_C(1 − cos θ) tăng theo góc.
Tán xạ Compton ở 90° — mô phỏng Vật lý hiện đại tương tác. Thay đổi θ — quan sát Δλ = λ_C(1 − cos θ) tăng theo góc. Phòng thí nghiệm vật lý ảo miễn phí trên trình duyệt với phép đo SI trực tiếp và hướng dẫn từng bước.
Tán xạ Compton
Thay đổi θ: quan sát Δλ = λ_C(1 − cos θ) tăng theo góc.
Thay đổi θ: quan sát Δλ = λ_C(1 − cos θ) tăng theo góc.
- Δλ = λ_C(1−cos θ)
- Động lượng photon
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
Một photon tia X làm tán xạ một electron tự do. Bước sóng của photon tán xạ có thay đổi không, và nếu có thì độ dịch chuyển có phụ thuộc vào góc tán xạ không?
Dự đoán cân nặng
- Sự thay đổi bước sóng là như nhau ở mọi góc độ.
- Có - sự thay đổi bước sóng tăng theo góc tán xạ, đạt cực đại ở 180 ° (thẳng trở lại).
- Bước sóng của photon tán xạ không thay đổi (giống như tán xạ sóng cổ điển).
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-90 và nhấn Reset. Bước sóng tia X tới là 0.05 nm.
- Kích hoạt tính năng đọc sự dịch chuyển bước sóng.
- Đặt góc tán xạ cho mỗi lần thử và ghi lại sự dịch chuyển bước sóng.
phương trình điều khiển
Công thức tán xạ Compton — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
Một photon tán xạ khỏi một electron tự do sẽ chuyển sang bước sóng dài hơn Δλ = (h/m_ec)(1 − cos θ), chỉ phụ thuộc vào góc tán xạ θ — bằng chứng trực tiếp cho thấy các photon mang động lượng giống như các hạt.
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) sử dụng h = 6.626×10⁻³⁴ J·s, m_e = 9.109×10⁻³¹ kg, c = 3×10⁸ m/s. So sánh với bảng.
- Lưu ý Δλ hoàn toàn không phụ thuộc vào bước sóng tới - chỉ phụ thuộc vào góc. Giải thích tại sao độ dịch chuyển Compton là như nhau cho dù tia X tới là 0,05 nm hay 0,5 nm.
Nơi điều này xuất hiện bên ngoài phòng thí nghiệm
- Thí nghiệm năm 1923 của Compton là bằng chứng lịch sử cho thấy ánh sáng hành xử giống như các hạt (photon) với động lượng xác định, không chỉ là sóng - một bức tranh thuần túy sóng dự đoán không có sự dịch chuyển bước sóng nào trong sự tán xạ. Giải thích tại sao sự dịch chuyển PHỤ THUỘC bước sóng không thể giải thích được bằng phương pháp cổ điển.
- Hằng số h/(m_ec) ≈ 2,43 chiều được gọi là bước sóng Compton của electron. Giải thích tại sao điều này đặt ra thang kích thước tự nhiên cho bước sóng của một photon có thể dịch chuyển bao nhiêu khi tán xạ khỏi một electron.
- 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 90°
- Chọn thiết lập Compton
- Nhấn Phát
- Dịch chuyển bước sóng photon
- 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 →