Fizyka - efekt Comptona

Nasza ocena:

5
Pobrań: 28
Wyświetleń: 749
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Fizyka - efekt Comptona  - strona 1 Fizyka - efekt Comptona  - strona 2 Fizyka - efekt Comptona  - strona 3

Fragment notatki:

Efekt Comptona Doświadczalne potwierdzenie istnienia fotonu jako skończonej porcji energii zostało  dostarczone prze Comptona w 1923 r (Nobel w 1927). Wiązka promieni X o dokładnie określonej długości fali pada na blok grafitowy (rysunek poniżej). Compton mierzył natężenie wiązki rozproszonej pod różnymi kątami jako funkcję  λ. Wyniki  pokazane są na następnej stronie. Widać, że chociaż wiązka padająca na grafit ma jedną długość fali  to rozproszone promienie X mają maksimum dla dwóch długości fali. Jedna z nich jest identyczna  jak  λ fali padającej, druga  λ '  jest większa (dłuższa) o ∆λ. To tzw.  przesunięcie Comptona  zmienia  się z kątem obserwacji rozproszonego promieniowania X (czyli  λ '  zmienia się z kątem). Jeżeli padające promieniowanie potraktujemy jako falę to pojawienie się fali rozproszonej o  długości  λ '  nie da się wyjaśnić. źródło promieni X grafitowy blok rozpraszający szczeliny kolimujące detektor kryształ grafitu ϕ Compton potrafił wyjaśnić swoje wyniki przyjmując, że wiązka promieni X nie jest falą,  a strumieniem fotonów o energii  hv . Założył on, że fotony (jak cząstki) ulegają zderzeniu z  elektronami swobodnymi w bloku grafitu. Podobnie jak w typowych zderzeniach (np. kule  bilardowe) zmienia się kierunek poruszania się fotonu oraz jego energia (część energii przekazana  elektronowi). To ostatnie oznacza zmianę częstotliwości i zarazem długości fali. Sytuacja ta jest  schematycznie pokazana na rysunku poniżej. Stosując zasadę zachowania pędu oraz zasadę zachowania energii (stosujemy wyrażenia  relatywistyczne) otrzymamy ostatecznie wynik ) cos 1 ( 0 ϕ λ λ λ − = − ′ = ∆ c m h ϕ  = 45° ϕ  = 90° ϕ  = 135° °A 0.750 0.700 ϕ  = 0° λ , gdzie  m 0 jest masą elektronu (spoczynkową). Tak więc przesunięcie Comptona zależy tylko od kąta rozproszenia. Pozostaje tylko wyjaśnić występowanie maksimum dla nie zmienionej  λ .  Za ten efekt  odpowiedzialne są zderzenia z elektronami rdzenia jonowego. W zderzeniu odrzutowi ulega cały  jon o masie  M . Dla węgla (grafitu)  M  = 22000  m 0 więc otrzymujemy niemierzalnie małe  przesunięcie Comptona. foton foton λ' λ elektron elektron v=0 v ϕ θ Document Outline Efekt Comptona ... zobacz całą notatkę



Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz