近代物理
45° 康普顿散射
中等角度——散射光子能量适度降低。
45° 康普顿散射——交互式近代物理模拟。中等角度——散射光子能量适度降低。 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。
康普顿散射角
中等角度 — 散射光子能量适度降低。
在中等角度下，波长位移 Δλ = λ_C(1 − cos θ) 介于 0 与 2λ_C 之间。散射光子与反冲电子共享能量和动量；碰撞后两者均不静止。以 θ = 45° 为桥梁，理解掠射极限与背散射极限之间的过渡。
- 康普顿散射 Δλ = λ_C(1−cos θ)
- 能量位移
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
在小散射角下，光子几乎不会改变方向。当角度接近零时，它的波长偏移是否也会变得很小？
预测权重
- 是的，因为 θ → 0°，(1 − cos θ) → 0，所以对于几乎不散射的光子来说，波长偏移消失。
- 即使在小角度下，偏移也大致保持恒定。
- 实际上，在小角度时，偏移会变得更大。
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：浅角比较（compton-45）」预设并按重置。入射X射线波长为0.08 nm；散射角固定为45°。
- 启用波长偏移读数。
- 设置每次试验的散射角（小角度）并记录波长偏移。
控制方程
小角度康普顿位移 — Δλ = λ_C(1 − cos θ)
当θ → 0°时，(1 − cos θ) → 0，因此Δλ → 0：几乎不改变方向的光子几乎不损失能量，这与近乎未受扰动碰撞的动量守恒是一致的。
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。确认偏移随 θ 减小而缩小。
- 请解释为什么几乎不发生偏转的光子（θ很小）传递给电子的动量非常小，因此损失的能量也非常少——这就是波长偏移极小的原因。
这在实验室之外的地方表现出来
- 与本实验的入射波长（0.08 nm，与 compton-90 的 0.05 nm 不同）不同，两个实验在任何给定角度下的波长 SHIFT Δλ 都是相同的。解释为什么康普顿公式使位移与入射光子的波长无关。
- 在非常小的角度下，相对于（大得多的）入射波长，Δλ在实验中变得很难测量。请解释为什么康普顿散射实验通常使用短波长X射线，而不是可见光——因为在可见光下，原本就微小的皮米级偏移将变得更加难以察觉。
- 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 45° 康普顿散射
- 选择康普顿散射装置
- 按播放
- 角度决定能量损失
- 打开检查器
- 完成了！
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