近代物理
90° 康普頓散射
改變 θ — 觀察 Δλ = λ_C(1 − cos θ) 隨角度增大。
90° 康普頓散射——互動式近代物理模擬。改變 θ — 觀察 Δλ = λ_C(1 − cos θ) 隨角度增大。 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。
康普頓散射
改變 θ — 觀察 Δλ = λ_C(1 − cos θ) 隨角度增大。
改變 θ — 觀察 Δλ = λ_C(1 − cos θ) 隨角度增大。
- 康普頓散射 Δλ = λ_C(1−cos θ)
- 光子動量
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
X 射線光子會散射自由電子。散射光子的波長是否改變，如果改變，偏移量是否取決於散射角？
預測權重
- 每個角度的波長偏移都是相同的。
- 是的－波長偏移隨著散射角的增加而增加，在 180°（直線向後）達到最大值。
- 散射光子的波長不會改變（就像經典的波散射）。
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-90 預設並按下 Reset。入射X射線波長為0.05 nm。
- 啟用波長偏移讀數。
- 設定每次試驗的散射角並記錄波長偏移。
控制方程
康普頓散射公式 — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
自由電子散射的光子會移動到更長的波長，Δλ = (h/m_ec)(1 − cos θ)，僅取決於散射角 θ－直接證據顯示光子像粒子一樣攜帶動量。
可列印的工作表要求學生完成什麼
- 對於其中一次試驗，使用h = 6.626×10⁻³⁴ J·s、m_e = 9.109×10⁻³¹ kg、c = 3×10⁸ m/s，計算Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ)。將結果與表格比較。
- 注意，Δλ 根本不取決於入射波長，只取決於角度。解釋為什麼無論入射 X 射線是 0.05 nm 還是 0.5 nm，康普頓位移都是相同的。
這在實驗室之外的地方表現出來
- 康普頓 1923 年的實驗是歷史性證據，顯示光的行為就像具有確定動量的粒子（光子），而不僅僅是波——純波圖預測散射中根本不會發生波長偏移。解釋為什麼波長相關的偏移無法用經典方法解釋。
- 常數 h/(m_ec) ≈ 2.43 pm 稱為電子的康普頓波長。解釋為什麼這設定了光子波長在電子散射時可以移動多少的自然尺寸尺度。
- 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 90° 康普頓散射
- 選擇康普頓散射裝置
- 按播放
- 光子波長位移
- 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。