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, noterade fysikist, Max Planck, teoretiserade den elektromagnatiska energin, sådan synlig ljus och annan radiation, var sammansatt av enskild energi som kallas energi som kallas Phot. Dessa paket var pälsDet ska 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 - spridningen av elektroner på grund av deras absorption av energi från fotoner - observerades och registrerades av fysikern Arthur Holly Compton 1923, stärktes Plancks teori 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 ändrar deras nätLektrisk laddning från neutral till positivt genom att ta bort den negativt laddade elektronen.

Han observerade vidare att fotonen efter kollisionen uppvisade 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 -kulan analog med fotonens lägre energitillstånd efter att ha kolliderat med en elektron, som visas av dess längre våglängd snarare än reducerad hastighet.