Wat is het Compton -effect?

Het compton-effect is de overdracht van energie door lichte en andere elektromagnetische straling, zoals röntgenstralen en gammastralen, naar stationaire subatomaire deeltjes zoals elektronen.Dit waarneembare effect geeft geloof aan de theorie dat licht bestaat uit deeltjes die fotonen worden genoemd.De overgedragen energie is meetbaar en de interactie voldoet aan de wetten van het behoud van energie.Dat wil zeggen, de gecombineerde energie van het foton en het elektron voordat de botsing gelijk is aan de gecombineerde energie van de twee deeltjes na de botsing.Een secundaire en gerelateerde, gevolg van de botsing van fotonen en elektronen staat bekend als Compton -verstrooiing, die wordt waargenomen als een verandering in richting van de fotonen na de botsing, evenals een verandering in hun golflengte.

In het begin van de 20e eeuwOpgemerkt fysicus, Max Planck, theoretiseerde dat elektromagnetische energie, zoals zichtbaar licht en andere straling, bestond uit individuele energiepakketten genaamd fotonen.Deze pakketten werden verder verondersteld zonder massa te zijn, maar om individuele aard te hebben en soms te gedragen en bepaalde eigenschappen te delen met andere subatomaire deeltjes met waarneembare massa's.Een reeks experimenten en berekeningen resulteerde in acceptatie van deze theorie, en wanneer het Compton -effect mdash;de verstrooiing van elektronen vanwege hun absorptie van energie uit fotonen mdash;Compton merkte op dat fotonen energie konden schenken aan subatomaire deeltjes zoals elektronen, waardoor ze zich verspreiden of weggaan van hun oorspronkelijke posities.Onder bepaalde omstandigheden kan dit ervoor zorgen dat de elektronen worden gescheiden van hun oudermoleculen, ioniseren of hun netto elektrische lading van neutraal naar positief veranderen door het negatief geladen elektron te verwijderen.

Hij merkte verder op dat na de botsing het foton vertoondeEen toename van de golflengte, een direct resultaat van het verlies van energie op het elektron en gerelateerd aan de invullingshoek in zijn richtingverandering, die bekend staat als Compton -verstrooiing.Deze relatie wordt bepaald door een vergelijking die bekend staat als de Compton -formule.Een veel voorkomende analogie die wordt gebruikt om het Compton -effect te verklaren, is het opvallen van een cluster van stationaire biljartballen door een bewegende cue -bal.De Cue Ball geeft wat als zijn energie aan de andere ballen, die zich verstrooien terwijl de cue -bal in een andere richting beweegt met een verminderde snelheid.Hoewel licht een constante snelheid heeft, is de verminderde snelheid van de cue -bal analoog aan de onderste energietoestand van het foton na botsen met een elektron, dat wordt getoond door zijn langere golflengte in plaats van verminderde snelheid.