Qual è l'effetto Compton?

L'effetto Compton è il trasferimento di energia dalla radiazione elettromagnetica leggera e altri, quali i raggi X e raggi gamma, a particelle subatomiche stazionari come gli elettroni. Questo effetto osservabile dà credito alla teoria che la luce è composta da particelle chiamate fotoni. L'energia trasferita è misurabile e l'interazione conforme alle leggi di conservazione dell'energia. Cioè, l'energia combinata del fotone e l'elettrone prima della collisione è uguale all'energia combinata delle due particelle dopo la collisione. Un secondaria, e relativo, risultato della collisione di fotoni ed elettroni è noto come diffusione Compton, che si osserva come un cambiamento di direzione dei fotoni dopo la collisione nonché un cambiamento nella loro lunghezza d'onda.

Nel 20esimo secolo, ha osservato il fisico, Max Planck, ha teorizzato che l'energia elettromagnetica, come la luce visibile e altre radiazioni, era composta di singoli pacchetti di fotoni energetici chiamati. Questi pacchetti sono stati ulteriormente dovevano essere senza massa ma avere individuali natura e, a volte, a comportarsi come e condividere certe proprietà con altre particelle subatomiche con masse osservabili. Una serie di esperimenti e calcoli comportato l'accettazione di questa teoria, e quando l'effetto Compton - la diffusione di elettroni a causa del loro assorbimento di energia da fotoni - è stato osservato e registrato dal fisico Arthur di Holly Compton nel 1923, la teoria di Planck è ulteriormente rafforzata.

Il lavoro di Compton sul fenomeno che divenne noto come l'effetto Compton tardi gli valse il Premio Nobel per la fisica. Compton ha osservato che i fotoni potevano impartire energia alle particelle subatomiche come gli elettroni, facendoli disperdere, o allontanarsi dalle loro posizioni originali. In determinate condizioni, ciò può causare gli elettroni siano separati dai loro molecole parentali, li ionizzanti, o cambiare la loro carica elettrica netta da neutro a positivo rimuovendo l'elettrone caricato negativamente.

Egli ha inoltre osservato che dopo la collisione, il fotone mostrato un aumento di lunghezza d'onda, un risultato diretto della sua perdita di energia all'elettrone e relativi all'angolo di deflessione nel suo cambio di direzione, che è conosciuto come dispersione Compton. Questo rapporto è definito da un'equazione detti formula Compton. Un'analogia comune utilizzata per aiutare a spiegare l'effetto Compton è il raggiungimento di un gruppo di palle da biliardo stazionarie da un pallino in movimento. Il pallino impartisce alcuni se la sua energia alle altre sfere, che scatter come il pallino muove in un'altra direzione a velocità ridotta. Mentre la luce ha una velocità costante, la velocità ridotta del pallino è analogo allo stato minore energia del fotone dopo la collisione con un elettrone, che viene esposto dalla lunghezza d'onda più lunga anziché velocità ridotta.

  • Un pallino colpisce un gruppo fisso di palle da biliardo è spesso usato per spiegare l'effetto Compton.
  • Il lavoro di Arthur di Holly Compton sul fenomeno che divenne noto come il Compton lo effectearned il Premio Nobel per la fisica.