Comptonov efekt. Čo je Comptonov efekt?

Bolo to v roku 1922, keď Arthur Holly Compton uskutočnil niekoľko štúdií o interakcii radiačnej hmoty si uvedomil, že keď röntgenový lúč zasiahol uhlíkový cieľ, utrpel a rozširovanie, šírenie. Compton si spočiatku nevšimol nič zlé, pretože jeho merania naznačovali, že rozptýlený lúč mal inú frekvenciu ako dopadajúci lúč tesne po tom, ako prešiel cez cieľ.

Podľa vlnovej teórie bol tento koncept považovaný za samozrejmosť, pretože frekvenciu vlny nemení žiadny jav, ktorý sa s ňou vyskytne, charakteristický pre zdroj, ktorý ju produkuje. Experimentom sa ale zistilo, že frekvencia rozptýlených röntgenových lúčov bola vždy nižšia ako frekvencia dopadajúcich röntgenových lúčov, v závislosti od uhla odchýlky. Nasledujúci obrázok nám ukazuje schému výskytu tohto javu, známeho ako Comptonov efekt.

Röntgenový lúč zasiahne uhlíkový cieľ

Na vysvetlenie toho, čo sa stalo, sa Compton inšpiroval Einsteinovým prístupom, to znamená, že röntgenové lúče interpretoval ako lúče častíc a interakciu ako zrážku častíc. Energia dopadajúceho fotónu by podľa Einsteina a Plancka bola h.f; a rozptýlený fotón by mal elektrón, čo sa týka zákona zachovania energie.

Prístup fungoval perfektne, ale Compton zašiel ešte ďalej. Interakciu skúmal aj z pohľadu zákona zachovania lineárneho hybnosti. Experimentálne overil, že tento zákon platí pre niekoľko uhlov rozptylu, pokiaľ bol lineárny moment fotónu definovaný ako

Kde:

  • ç - je rýchlosť svetla vo vákuu
  • H - je Planckova konštanta
  • λ - je vlnová dĺžka žiarenia

Vynálezca Mrakovej komory (Charles Wilson) experimentálne získal trajektórie fotónov a rozptýlených elektrónov v spolupráci s Comptonom. Vo vyššie uvedenom výraze sú pozoruhodné dve vlastnosti: jednou je predefinovanie samotnej lineárnej hybnosti, ktorú nie je možné zapísať ako mv, pretože fotón nemá hmotnosť; a ďalšou charakteristikou, ktorú možno pozorovať, je ustanovenie jasnej asociácie medzi typickým množstvom teliesok, teda hmotou, a charakteristicky vlnitou kvantitou.

Compton ďalej vyvinul metódu, ktorá dokázala, že fotón a elektrón boli rozptýlené súčasne, čo vylučovalo vysvetlenia týkajúce sa absorpcie a následnej emisie žiarenia.


Autor: Domitiano Marques
Vyštudoval fyziku

Druhá fáza Revalidy 2023 odhalila, že hraničné skóre bolo stanovené na 60 722 bodov

Národný inštitút pedagogických štúdií a výskumu Anísio Teixeira (Inep), minulý štvrtok, 18, oznám...

read more

10 chýb, ktoré by sa vo vyhlásení IRPF nemali robiť

Daň z príjmu alebo daň z príjmu je daň, ktorá existuje vo viacerých krajinách, v ktorých každý da...

read more

Poznajte zdravotné riziká viscerálneho tuku!

A viscerálny tuk Je to faktor, ktorý môže vážne poškodiť zdravie ľudí. Preto je veľmi dôležité, a...

read more