Efect Compton. Ce este efectul Compton?

În anul 1922, Arthur Holly Compton, după efectuarea unor studii privind interacțiunea radiații-materie, a realizat că atunci când un fascicul de raze X a lovit o țintă de carbon, a suferit o răspândirea. Inițial, Compton nu a observat nimic greșit, deoarece măsurătorile sale au indicat că fasciculul împrăștiat avea o frecvență diferită de fasciculul incident imediat după ce a trecut prin țintă.

Potrivit teoriei undelor, acest concept a fost dat de la sine înțeles, întrucât frecvența unei unde nu este modificată de niciun fenomen care apare odată cu aceasta, fiind caracteristic sursei care o produce. Dar ceea ce s-a constatat, prin experimentare, a fost că frecvența razelor X împrăștiate a fost întotdeauna mai mică decât frecvența razelor X incidente, în funcție de unghiul de deviere. Figura de mai jos ne arată schema apariției acestui fenomen, cunoscută sub numele de Efect Compton.

Un fascicul de raze X atinge o țintă de carbon

Pentru a explica ce s-a întâmplat, Compton a fost inspirat de abordarea lui Einstein, adică a interpretat razele X ca fiind fascicule de particule și interacțiunea ca fiind o coliziune de particule. Potrivit lui Einstein și Planck, energia fotonului incident ar fi h.f; iar fotonul împrăștiat ar avea un electron, în ceea ce privește legea conservării energiei.

Abordarea a funcționat perfect, dar Compton a mers și mai departe. De asemenea, el a investigat interacțiunea din punctul de vedere al legii conservării impulsului liniar. Experimental, el a verificat că această lege este valabilă pentru mai multe unghiuri de împrăștiere, atâta timp cât momentul liniar al fotonului a fost definit ca

Unde:

  • ç - este viteza luminii în vid
  • H - este constanta lui Planck
  • λ - este lungimea de undă a radiației

Inventatorul Camerei Cloud (Charles Wilson) a obținut experimental traiectoriile fotonilor și ale electronilor împrăștiați, în colaborare cu Compton. Două caracteristici sunt notabile în expresia de mai sus: una este redefinirea impulsului liniar în sine, care nu poate fi scris ca mv, deoarece fotonul nu are masă; iar cealaltă caracteristică care poate fi observată este stabilirea unei asocieri clare între o cantitate tipică de corpusculi, adică materie și o cantitate caracteristic ondulantă.

Compton a dezvoltat în continuare o metodă care a dovedit că fotonul și electronul au fost împrăștiate simultan, ceea ce a împiedicat explicațiile care implică absorbția și emisia ulterioară de radiații.


De Domitiano Marques
Absolvent în fizică

Istoric! Arheologii fac descoperire FASCINANTĂ la marginea Ierusalimului; uite

Istoric! Arheologii fac descoperire FASCINANTĂ la marginea Ierusalimului; uite

Arheologii al Ministerului Apărării a făcut a Descoperire fascinantă la periferia Ierusalimului, ...

read more
Iarna 2023 este printre cele mai calde din 1961, conform estimărilor

Iarna 2023 este printre cele mai calde din 1961, conform estimărilor

O Iarna 2023 în Brazilia va fi înregistrată ca una dintre cele mai calde din 1961, iar această cr...

read more
Ce ne pot învăța țările cu speranță de viață mai mare?

Ce ne pot învăța țările cu speranță de viață mai mare?

Documentarul „How to Live to 100: The Secrets of the Blue Zones”, disponibil pe Netflix, a genera...

read more