近代物理
180° 康普頓背散射
θ = 180° 時波長位移最大 (2λ_C)。
180° 康普頓背散射——互動式近代物理模擬。θ = 180° 時波長位移最大 (2λ_C)。 免費的瀏覽器物理虛擬實驗室，提供即時 SI 測量與分步引導教學。
背散射
θ = 180° 時波長位移最大 (2λ_C)。
θ = 180° 時波長位移最大 (2λ_C)。
- 最大康普頓位移 Δλ_max = 2λ_C
- 反向散射 θ = 180°
調查簡介
在打開實驗室之前先規劃好問題
這份簡報反映預先渲染的頁面：探究問題、互相競爭的預測、變數角色、支配定律、設定，以及分析和延伸提示都會以此順序保持可見。
駕駛問題
直接向後（180°）散射的光子將最大可能的動量傳遞給它擊中的電子。這種反向散射情況是否會產生最大可能的康普頓波長偏移？
預測權重
- 最大偏移發生在其他角度。
- 所有角度（包括 180°）的偏移都是相同的。
- 是的 — 180° 反向散射最大化 (1 − cos θ)，為任何角度提供最大可能的波長偏移。
可變角色
您設定的內容：
- 散射角θ (°)
您測量的內容：
- 波長偏移 Δλ (pm)
調查如何進行
- 開啟 compton-180 預設並按下 Reset。入射X射線波長為0.05 nm；散射角固定為180°。
- 啟用波長偏移讀數。
- 設定每次試驗的散射角（接近 180°）並記錄波長偏移。
控制方程
反向散射的康普頓位移 — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
康普頓公式 Δλ = (h/m_ec)(1 − cos θ) 在 θ = 180° 時最大化，其中 (1 − cos θ) = 2，給出最大可能的波長偏移：Δλ_max = 2h/(m_ec) ≈ 4.85 pm。
可列印的工作表要求學生完成什麼
- 對於一項試驗，計算 Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ)。與表比較。確認 θ = 180° 得出 Δλ = 2h/(m_ec)，即最大可能值。
- 使用 (1 − cos θ) 解釋為什麼 180° 給出最大偏移：cos(180°) = −1，因此 (1 − cos θ) 在該角度達到其最大可能值 2。
這在實驗室之外的地方表現出來
- 在 180° 時，光子完全反轉方向，將最大可能的動量傳遞給電子（動量守恆）。解釋為什麼最大動量傳遞對應於光子的最大能量損失（因此最大波長增加）。
- 當 θ = 0°（完全沒有散射）時，Δλ 等於多少？這對於不相互作用的光子有物理意義嗎？
- 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
- 歡迎學習 180° 康普頓背散射
- 選擇康普頓散射裝置
- 按播放
- 最大康普頓位移
- 打開學習側欄面板
- 完成了！
打開互動式模擬以構建場景，點擊運行，並透過即時測量和引導式教學進行探索。