Vad är Compton -effekten?

Compton-effekten är överföringen av energi från ljus och annan elektromagnetisk strålning, såsom röntgenstrålar och gammastrålar, till stationära subatomära partiklar såsom elektroner.Denna observerbara effekt ger trovärdet till teorin om att ljus består av partiklar som kallas fotoner.Den överförda energin är mätbar och interaktionen överensstämmer med lagarna om bevarande av energi.Det vill säga den kombinerade energin från foton och elektron innan kollisionen är lika med den kombinerade energin hos de två partiklarna efter kollisionen.Ett sekundärt och relaterat resultat av kollisionen av fotoner och elektroner kallas Compton -spridning, som observeras som en förändring i riktningen för fotonerna efter kollisionen samt en förändring i deras våglängd.

I början av 1900 -talet, noterad fysiker, Max Planck, teoretiserade att elektromagnetisk energi, såsom synligt ljus och annan strålning, bestod av enskilda paket med energi som kallas fotoner.Dessa paket skulle vidare vara utan massa utan att ha individuella naturer och ibland att bete sig som och dela vissa egenskaper med andra subatomära partiklar med observerbara massor.En serie experiment och beräkningar resulterade i acceptans av denna teori och när Compton -effekten mdash;spridningen av elektroner på grund av deras absorption av energi från fotoner och mdash;observerades och registrerades av fysikern Arthur Holly Compton 1923, Plancks Theory förstärktes ytterligare.

Comptons arbete med fenomenet som blev känt som Compton -effekten fick honom senare Nobelpriset i fysik.Compton observerade att fotoner kunde förmedla energi till subatomära partiklar som elektroner, vilket fick dem att sprida eller flytta bort från sina ursprungliga positioner.Under vissa förhållanden kan detta leda till att elektronerna separeras från sina modermolekyler, joniserar dem eller ändrade deras netto elektriska laddning från neutral till positivt genom att ta bort den negativt laddade elektronen.En ökning av våglängden, ett direkt resultat av dess förlust av energi till elektronen och relaterad till avböjningsvinkeln i dess riktningsförändring, som kallas Compton -spridning.Detta förhållande definieras av en ekvation som kallas Compton -formeln.En vanlig analogi som används för att förklara Compton -effekten är slående av ett kluster av stationära biljardbollar av en rörlig cue -boll.Cue -bollen ger en del om dess energi till de andra bollarna, som sprids när cue -kulan rör sig i en annan riktning med en reducerad hastighet.Medan ljuset har en konstant hastighet är den reducerade hastigheten på cue -bollen analog med fotonens lägre energitillstånd efter att ha kolliderat med en elektron, som visas av dess längre våglängd snarare än reducerad hastighet.