Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Рассмотрим процесс столкновения падающего рентгеновского фотона (энергия , импульс ) с покоящимся электроном вещества. Энергия электрона до столкновения равна его энергии покоя mc², где m – масса покоя электрона. Импульс электрона равен 0.

После столкновения электрон будет обладать импульсом и энергией, равной . Энергия фотона станет равной ’ , а импульс ’.

Из закона сохранения импульса и энергии вытекают два равенства

 + mc² = ’ + и = + ’.

Разделив первое равенство на второе, возведя в квадрат и проведя некоторые преобразования (см.учебник (3) стр.45), получим формулу Комптона

 = ’ -  = _C (1 - cos), где комптоновская длина волны _C = . Для электрона _C = 2.43 10^-12 м.

МЕТОДИКА и ПОРЯДОК ИЗМЕРЕНИЙ

Внимательно рассмотрите рисунок.

Зарисуйте необходимое в свой конспект лабораторной работы.

ИЗМЕРЕНИЯ

1. Нажмите мышью кнопку «Старт» вверху экрана.

2. Подведите маркер мыши к движку регулятора длины волны падающего ЭМИ и установите первое значение длины волны из таблицы 2, соответствующее номеру вашей бригады.

3. Подведите маркер мыши к движку регулятора угла приема рассеянного ЭМИ и установите первое значение 60⁰ из таблицы 1.

4. По картине измеренных значений определите длину волны ’ рассеянного ЭМИ и запишите в первую строку таблицы 1.

5. Изменяйте угол наблюдения с шагом 10⁰ , а записывайте измеренные значения ’ в соответствующие строки таблицы 1.

6. Заполнив все строки таблицы 1, измените значение длины волны падающего ЭМИ в соответствии со следующим значением для вашей бригады из таблицы 2. Повторите измерения длины волны рассеянного ЭМИ, заполняя сначала таблицу 3, а затем и таблицу 4 (аналогичные таблице 1).

Таблицы 3 и 4 аналогичны таблице 1

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА:

1. Вычислите и запишите в таблицы 1, 3 и 4 величины 1 - cos.

2. Постройте графикb зависимости изменения длины волны ( = ’ - ) от разности (1 - cos ) для каждой серии измерений.

3. Определите по наклону графика значение комптоновской длины волны электрона

.

1. Запишите ответ и проанализируйте ответ и графики.

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Назовите модели, с помощью которых описывается электромагнитное излучение.

2. Назовите области физики в которых используются соответствующие модели ЭМИ.

3. Что такое луч?

4. Что такое гармоническая волна?

5. Сформулируйте связь между характеристиками ЭМИ в волновой и квантовой моделях.

6. Назовите эффекты, для описания которых надо использовать и волновую и квантовую модели ЭМИ. Проиллюстрируйте один из эффектов.

7. Как моделируется процесс взаимодействия падающего рентгеновского фотона и свободного электрона вещества?

8. Какие законы сохранения выполняются при взаимодействии фотона с электроном в эффекте Комптона.

9. Сравните поведение фотонов после взаимодействия с электронами в эффекте Комптона и фотоэффекте.

10. Что такое комптоновская длина волны частицы?

11. Почему эффект Комптона не наблюдается при рассеянии фотонов на электронах, сильно связанных с ядром атома?

12. Как меняется энергия фотона при его комптоновском рассеянии?

13. Что происходит с электроном после рассеяния на нем фотона?

14. Чем отличается масса от массы покоя? Когда они совпадают?

15. Напишите уравнение для импульса фотона.

16. Напишите формулу для эффекта Комптона.

17. Напишите формулу для комптоновской длины волны электрона.

18. Чему равно максимальное изменение длины волны рассеянного фотона и когда оно наблюдается?

ФИЗИЧЕСКИЕ КОНСТАНТЫ

ПРИСТАВКИ И МНОЖИТЕЛИ

для образования десятичных кратных и дольных единиц

17

Характеристики

Список файлов книги