استطارة كومبتون

الفيزياءالقياس وعدم اليقينالمجتمع

يصطدم فوتون من الأشعة السينية بإلكترون حر ساكن. يستطار الفوتون بزاوية θ ويرتد الإلكترون. يغيّر الطلاب الزاوية والطول الموجي الساقط، ثم يلاحظون إزاحة الطول الموجي Δλ = (h/mₑc)(1 − cos θ) والطاقة المنقولة إلى الإلكترون.

الدرس: عندما يصطدم فوتون من الأشعة السينية بإلكترون حر، فإنه يسلك سلوك جسيم طاقته E = hc/λ وزخمه p = h/λ. ويبيّن حفظ الطاقة وحفظ الزخم أن الفوتون المستطار له طول موجي أكبر: Δλ = (h/mₑc)(1 − cos θ)، حيث h/mₑc = 2.43 pm هو طول موجة كومبتون للإلكترون. تساوي الإزاحة 0 عند θ = 0°، و2.43 pm عند 90°، و4.86 pm عند 180°. ولا تعتمد الإزاحة على الطول الموجي الساقط، لذلك لا تكون ملحوظة إلا عند الأطوال الموجية القصيرة مثل الأشعة السينية وأشعة غاما. وتتحول الطاقة التي يفقدها الفوتون إلى طاقة حركية للإلكترون. وكانت تجربة كومبتون عام 1923 دليلًا قويًا على أن الضوء يحمل زخمًا في حزم، كما يتنبأ النموذج الجسيمي.

أنشأها معلّم باستخدام الذكاء الاصطناعي في Simulic، وراجعها فريق Simulic.