近代物理
180° 康普顿背散射
θ = 180° 时波长位移最大 (2λ_C)。
180° 康普顿背散射——交互式近代物理模拟。θ = 180° 时波长位移最大 (2λ_C)。 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室，提供实时 SI 测量和分步引导教程。
背散射
θ = 180° 时波长位移最大 (2λ_C)。
在 θ = 180° 时发生背散射，给出最大康普顿位移 Δλ_max = 2λ_C，因为 cos 180° = −1。入射光子向反冲电子转移了最多动量；散射光子以最长波长、最低能量射出。将此极限情形与画布上较小角度的情形进行对比。
- 最大康普顿位移 Δλ_max = 2λ_C
- 反向散射 θ = 180°
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面：探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
驾驶问题
直接向后（180°）散射的光子将最大可能的动量传递给它击中的电子。这种反向散射情况是否会产生最大可能的康普顿波长偏移？
预测权重
- 最大偏移发生在其他角度。
- 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)，为任何角度提供最大可能的波长偏移。
可变角色
您设置的内容：
- 散射角θ (°)
您测量的内容：
- 波长偏移 Δλ (pm)
调查如何进行
- 打开「康普顿散射：反向散射的最大位移（compton-180）」预设并按重置。入射X射线波长为0.05 nm；散射角固定为180°。
- 启用波长偏移读数。
- 设置每次试验的散射角（接近 180°）并记录波长偏移。
控制方程
反向散射的康普顿位移 — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
康普顿公式 Δλ = (h/m_ec)(1 − cos θ) 在 θ = 180° 时最大化，其中 (1 − cos θ) = 2，给出最大可能的波长偏移：Δλ_max = 2h/(m_ec) ≈ 4.85 pm。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于一项试验，计算 Δλ = (h/(m_ec))(1 − cos θ)。与表比较。确认 θ = 180° 得出 Δλ = 2h/(m_ec)，即最大可能值。
- 使用 (1 − cos θ) 解释为什么 180° 给出最大偏移：cos(180°) = −1，因此 (1 − cos θ) 在该角度达到其最大可能值 2。
这在实验室之外的地方表现出来
- 在 180° 时，光子完全反转方向，将最大可能的动量传递给电子（动量守恒）。解释为什么最大动量传递对应于光子的最大能量损失（因此最大波长增加）。
- 当 θ = 0°（完全没有散射）时，Δλ 等于多少？这对于不相互作用的光子有物理意义吗？
- 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
- 欢迎学习 180° 康普顿背散射
- 选择康普顿散射装置
- 按播放
- 最大康普顿位移
- 打开检查器
- 完成了！
打开交互式模拟以构建场景，点击运行，并通过实时测量和引导式教程进行探索。