To tylko jedna z 3 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
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)