Wróć do informacji o e-podręczniku Udostępnij materiał Wydrukuj

Efekt Comptona

Polecenie 1

Zapoznaj się z poniższą symulacją. Przy pomocy zielonego przycisku generuj fale promieniowania. Manipulując wartością kąta rozproszenia fotonu, przeanalizuj jakościowo wpływ kąta rozproszenia fotonu na długość fali rozproszonej fotonu, prędkość elektronu oraz kąt jego elektronu.

RsLRrm6DOQ9wA1
Symulacja interaktywna pod tytułem Efekt Comptona. Na planszy przedstawiono po lewej stronie czerwoną kostkę z guzikiem – jest to generator promieniowania iks. Poziomo od kostki idzie przerywana linia w prawo. Mniej więcej w połowie linii przerywanej jest niebieska kulka symbolizująca elektron. Poniżej znajduje się suwak, na którym można wybrać kąt rozproszenia fotonu teta. Możliwe jest wybranie kąta z zakresu 0 do 180 stopni co 15 jednostek. Po wybraniu kąta rozproszenia fotonu i naciśnięcia guzika na czerwonym sześcianie z czerwonego sześcianu wzdłuż przerywanej linii porusza się czerwona falista linia z grotem na jednym końcu. Foton (czerwona falista linia) dociera do elektronu i zmienia kierunek o wybrany kąt. Elektron zostaje wybity i porusza się w odpowiednim kierunku poza ekran. Im większy wybrany kąt, tym elektron po wybiciu porusza się szybciej. Wraz ze wzrastającą wartością kąta rozproszenia fotonu kąt wybicia elektronu maleje od 66 stopni przy kącie teta równym 15 stopni, do 5 stopni przy kącie teta równym 165 stopni. Dla kąta teta równego 0 stopni elektron pozostaje w miejscu, a dla kąta teta równego 180 stopni elektron porusza się wzdłuż linii przerywanej, czyli kąt jest równy zero. Zmienia się także długość fali fotonu po wybiciu elektronu. Przy kącie teta równym 0 stopni długość fali fotonu pozostaje bez zmian, natomiast dla kąta 180 stopni rośnie prawie dwukrotnie. Długość fali fotonu rośnie wraz ze wzrostem wartości kąta teta.
Symulacja interaktywna pt. ,,Efekt Comptona’’
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Ćwiczenie 1
R8gtTl9VSl0BQ
Na czym polega zjawisko Comptona? Jaka natura światła wynika ze zjawiska Comptona?
R1YuTybeySHXp1
Ćwiczenie 2
Co dzieje się z długością fali fotonu po zderzeniu z elektronem, jeśli kąt rozproszenia zwiększy się? Możliwe odpowiedzi: 1. Długość fali fotonu zwiększa się., 2. Długość fali fotonu pozostaje bez zmian., 3. Długość fali fotonu zmniejsza się.
2
Ćwiczenie 3

Znając wzór na energię fotonu (Ef=h·cλ), gdzie:

h - stała Plancka;

c - prędkość światła w próżni;

λ - długość fali.

Wyjaśnij, co dzieje się z energią fotonu, gdy rośnie kąt jego rozproszenia.

RuKPgaYIMB4OQ
(Uzupełnij).
2
Ćwiczenie 4

Jaki efekt obserwujemy, gdy kąt rozproszenia fotonu (θ) przyjmuje wartość 180°?

R3Uz5qKerw8vG
(Uzupełnij).