Dispersión Compton

FísicaMedición e incertidumbreComunidad

Un fotón de rayos X golpea a un electrón libre en reposo. El fotón se dispersa con un ángulo θ y el electrón retrocede. Los estudiantes cambian el ángulo y la longitud de onda incidente, y observan el cambio de longitud de onda Δλ = (h/mₑc)(1 − cos θ) y la energía cedida al electrón.

Lección: Cuando un fotón de rayos X choca con un electrón libre, se comporta como una partícula con energía E = hc/λ y momento lineal p = h/λ. La conservación de la energía y del momento lineal muestra que el fotón dispersado tiene una longitud de onda mayor: Δλ = (h/mₑc)(1 − cos θ), donde h/mₑc = 2.43 pm es la longitud de onda Compton del electrón. El cambio es 0 para θ = 0°, 2.43 pm a 90° y 4.86 pm a 180°. No depende de la longitud de onda incidente, por lo que solo es apreciable para longitudes de onda cortas, como los rayos X y los rayos gamma. La energía que pierde el fotón se convierte en energía cinética del electrón. El experimento de Compton de 1923 fue una prueba sólida de que la luz transporta momento lineal en paquetes, como predice el modelo de partículas.

Creada por un docente con la IA de Simulic y revisada por el equipo de Simulic.