Tán xạ Compton: So sánh góc nông

1 · Dự đoán

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?

• 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.

2 · Thiết lập

1. 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°.
2. Kích hoạt tính năng đọc sự dịch chuyển bước sóng.
3. Đặt góc tán xạ cho mỗi lần thử (góc nhỏ) và ghi lại sự dịch chuyển bước sóng.

3 · Thu thập dữ liệu

Vẽ biểu đồ Δλ (trục y) so với góc tán xạ θ (trục x) cho ba lần thử của bạn.

4 · Phân tích

1. 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.
2. 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.

5 · Gia hạn

1. 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.
2. 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.

Vật lý đằng sau thí nghiệm này

← Quay lại thử nghiệm