Espalhamento Compton

FísicaMedidas e incertezasComunidade

Um fóton de raios X colide com um elétron livre em repouso. O fóton é espalhado segundo um ângulo θ e o elétron recua. Os alunos alteram o ângulo e o comprimento de onda incidente e observam a variação do comprimento de onda Δλ = (h/mₑc)(1 − cos θ) e a energia transferida ao elétron.

Aula: Quando um fóton de raios X colide com um elétron livre, comporta-se como uma partícula com energia E = hc/λ e momento linear p = h/λ. A conservação da energia e do momento linear mostra que o fóton espalhado tem um comprimento de onda maior: Δλ = (h/mₑc)(1 − cos θ), em que h/mₑc = 2.43 pm é o comprimento de onda Compton do elétron. A variação é 0 em θ = 0°, 2.43 pm a 90° e 4.86 pm a 180°. Não depende do comprimento de onda incidente, por isso só é notável para comprimentos de onda curtos, como os dos raios X e dos raios gama. A energia perdida pelo fóton transforma-se na energia cinética do elétron. A experiência de Compton, em 1923, foi uma forte evidência de que a luz transporta momento linear em pacotes, como prevê o modelo corpuscular.

Criada por um professor com a IA do Simulic e revisada pela equipe do Simulic.