Hvad er Compton -effekten?

Compton-effekten er overførsel af energi fra lys og anden elektromagnetisk stråling, såsom røntgenstråler og gammastråler, til stationære subatomære partikler, såsom elektroner.Denne observerbare virkning giver troværdighed til teorien om, at lys består af partikler kaldet fotoner.Den overførte energi er målbar, og interaktionen er i overensstemmelse med lovgivningen om energi.Det vil sige, den kombinerede energi fra fotonen og elektronet, før kollisionen er lig med den kombinerede energi fra de to partikler efter kollisionen.Et sekundært og relateret resultat af kollisionen af fotoner og elektroner er kendt som Compton -spredning, der observeres som en ændring i retningen af fotonerne efter kollisionen samt en ændring i deres bølgelængde.

I det tidlige 20. århundrede, bemærket fysiker, Max Planck, teoretiserede, at elektromagnetisk energi, såsom synligt lys og anden stråling, var sammensat af individuelle pakker med energi kaldet fotoner.Disse pakker skulle endvidere være uden masse, men at have individuelle natur og til tider at opføre sig som og dele visse egenskaber med andre subatomære partikler med observerbare masser.En række eksperimenter og beregninger resulterede i accept af denne teori, og når Compton Effect Mdash;spredning af elektroner på grund af deres absorption af energi fra fotoner mdash;Blev observeret og optaget af fysiker Arthur Holly Compton i 1923, Plancks -teorien blev yderligere styrket.

Comptons -arbejde på det fænomen, der blev kendt som Compton -effekten senere fik ham Nobelprisen i fysik.Compton observerede, at fotoner kunne give energi til subatomære partikler såsom elektroner, hvilket fik dem til at sprede eller bevæge sig væk fra deres oprindelige positioner.Under visse betingelser kan dette medføre, at elektronerne adskilles fra deres overordnede molekyler, ioniserer dem eller ændrer deres netto elektriske ladning fra neutral til positiv ved at fjerne det negativt ladede elektron.En stigning i bølgelængde, et direkte resultat af dens tab af energi til elektronet og relateret til afbøjningsvinklen i dens retningsændring, der er kendt som Compton -spredning.Dette forhold er defineret af en ligning kendt som Compton -formlen.En almindelig analogi, der bruges til at hjælpe med at forklare Compton -effekten, er slående af en klynge af stationære billardkugler af en bevægelig cue -bold.Cue -kuglen giver nogle, hvis dens energi til de andre kugler, der spreder sig, når køen bevæger sig i en anden retning med en reduceret hastighed.Mens lyset har en konstant hastighed, er den reducerede hastighed på cue -kuglen analog med den lavere energistilstand for fotonen efter at have kollideret med et elektron, der udstilles ved dens længere bølgelængde snarere end reduceret hastighed.