Informacija

7+ činjenica o Arthuru Comptonu i njegovom poznatom učinku

7+ činjenica o Arthuru Comptonu i njegovom poznatom učinku

1923. Arthur Compton pomogao je pružiti neke od prvih stvarnih dokaza za Einsteinovu postavku da fotoni mogu djelovati poput čestica. Koristeći rendgenske zrake i malo grafita, gotovo je samo jednom pokazao naše moderno razumijevanje dualnosti valnih čestica.

POVEZANO: KRATKA NASA POVIJEST: 60 GODINA ISTRAŽIVANJA NEPOZNATOG

Što je Comptonov efekt?

Comptonov efekt ili Comptonovo raspršivanje izraz je koji se odnosi na ono što se događa s energijom fotona (poput X-zraka ili gama-zraka) kada stupa u interakciju s materijom (prvenstveno s elektronima). Kad se to dogodi, njegova se valna duljina povećava (ili energija / frekvencija smanjuje) dok se raspršuje od ciljanog elektrona.

Prvi ga je opisao Arthur Holly Compton 1923. godine i temeljni je princip u fizici. Compton je došao do svog otkrića nakon opsežnih eksperimenata koji odbijaju rendgenske zrake od elektrona atoma grafita.

Kroz svoj rad otkrio je da su x-zrake koje su se raspršile s grafitnih elektrona imale nižu frekvenciju i veću valnu duljinu u odnosu na njihova svojstva prije nego što su ih pogodile.

Iznos koji se frekvencija mijenja također ovisi o kutu raspršenja i količini do koje se zraka skreće s izvornog puta.

Velika analogija je igra bilijara. Zamislite stol sa samo bijelom kuglom i 8 kuglicama.

Ako udarite bijelom kuglom u osmicu koja je mirovala, bijela kugla će je udariti i skrenuti (o raspršiti) pod nekim kutom. Također će izgubiti dio početnog zamaha i kinetičke energije.

To je vrlo slično onome što se događa kad rendgenski foton "pogodi" i rasprši elektron.

Tko je bio Arthur Holly Compton?

Arthur Holly Compton bio je američki fizičar koji je 1927. godine dobio Nobelovu nagradu za fiziku zbog otkrića učinka imenovanog u njegovu čast.

Rođen je 10. rujna 1892. godine u Woosteru u državi Ohio. Njegova je obitelj bila vrlo akademska s ocem dekanom Sveučilišta Wooster i braćom koja su obojica doktorirala na istom sveučilištu.

Arthur se rano zanimao za astronomiju i čak je uspio snimiti fotografiju Halleyjeve komete 1910. Kasnije je diplomirao na sveučilištu Wooster. i kasnije magistrirao iz Princetona 1914. godine.

Kasnije je doktorirao iz fizike 1916. iz Princetona. Nakon rada kao instruktora fizike između 1916. i 1917. godine, kasnije je nagrađen jednom od prve dvije stipendije Nacionalnog istraživačkog vijeća 1919. godine koja je studentima omogućavala studiranje u inozemstvu.

Tijekom studija na Sveučilištu u Cambridgeu, Compton je proučavao raspršivanje i apsorpciju gama zraka.

Po povratku u Sjedinjene Države Compton je 1920. godine postavljen za pročelnika Odjela za fiziku Sveučilišta Washington. Tu je dovršeno njegovo najvažnije djelo.

Što dokazuje Comptonov efekt?

Comptonovo djelo učinkovito je pružilo dodatne potkrepljujuće dokaze za Einsteinovu razlučivost fotoelektričnog efekta. Unutar ovog učinka, Einstein je pretpostavio da se svjetlost može pojaviti kao diskretne čestice, a ne kao valovi, koje bi se mogle koristiti za teoretsku proizvodnju električne energije.

Ovaj je učinak osnovna podloga kako rade moderne solarne ćelije.

Ali kad je predložen, 1905. godine, doista su bili potrebni neki eksperimentalni dokazi za potvrdu teorije. Comptonovo je djelo to pružilo i pokazalo da fotoni doista pokazuju neko ponašanje nalik na čestice.

Za svoja otkrića Compton je 1927. dobio Nobelovu nagradu za fiziku. Od tada su mnoge tisuće drugih eksperimenata pokazale da svjetlost može pokazivati ​​i ponašanje valova i čestica, svojstvo zvano dualnost val-čestica.

Otada je postao jedan od temelja kvantne mehanike.

Zašto je Comptonov efekt važan?

Comptonov efekt važan je jer pomaže pokazati da se svjetlost ne može objasniti čisto kao valni fenomen. To je bilo suprotno dugogodišnjem vjerovanju u to vrijeme zvanom Thomson raspršivanje.

Ova klasična teorija elektromagnetskog vala raspršenog nabijenim česticama ne može objasniti pomak valne duljine niskog intenziteta.

"Klasično, svjetlost dovoljnog intenziteta da električno polje ubrza nabijenu česticu do relativističke brzine uzrokovat će odstupanje tlaka zračenja i pridruženi Dopplerov pomak raspršene svjetlosti, ali učinak bi postao proizvoljno mali pri dovoljno malim intenzitetima svjetlosti, bez obzira na to valne duljine.

Svjetlost se mora ponašati kao da se sastoji od čestica kako bi objasnila Comptonovo raspršivanje niskog intenziteta. Comptonov eksperiment uvjerio je fizičare da se svjetlost može ponašati kao struja čestica čija je energija proporcionalna frekvenciji. "- eng.libretexts.org.

Kako je otkriven Comptonov efekt?

Compton je do svog otkrića došao raspršivanjem x-zraka od elektrona u ugljikovoj meti i pronalaskom raspršenih x-zraka veće valne duljine od onih incidenata na meti.

"Comptonov originalni eksperiment koristio je molibdenove K-alfa rendgenske zrake koje imaju valnu duljinu 0,0709 nm. Oni su raspršeni iz bloka ugljika i promatrani pod različitim kutovima Bragg-ovim spektrometrom.

Spektrometar se sastoji od rotirajućeg okvira s kristalom kalcita za difrakciju x-zraka i ionizacijske komore za detekciju x-zraka. Budući da je razmak kristalnih ravnina u kalcitu poznat, kut difrakcije daje točnu mjeru valne duljine. "- wiki.metropolia.fi.

Zanimljivosti o Comptonovom efektu

1. Comptonov efekt pružio je prvi dokaz Einsteinove postavke da se svjetlost može ponašati kao čestica kao i val.

2. Comptonovo otkriće također je neovisno promatrao nizozemski fizikalni kemičar Peter Debye iste godine.

3. Compton je za svoja otkrića 1927. dobio Nobelovu nagradu za fiziku.

4. Comptonovo rasipanje primjer je neelastičnog rasipanja svjetlosti slobodnom nabijenom česticom. Ovdje se valna duljina raspršenog svjetla razlikuje od valne duljine upadnog zračenja.

5. Komptonsko rasipanje jedan je od tri konkurentska procesa kada fotoni stupaju u interakciju s materijom. Pri nižim energijama od nekoliko eV ili keV fotoni se mogu potpuno apsorbirati što rezultira izbacivanjem elektrona iz atoma domaćina.

Pri višim energijama 1,022 MeV ili više, foton može bombardirati jezgru atoma domaćina i uzrokovati stvaranje elektrona i pozitrona (stvaranje para).

6. Tijekom Drugog svjetskog rata, Arthur Compton bio je stariji član projekta Manhattan. U ovoj ulozi posvetio je velik dio svoje administrativne, znanstvene i nadahnjujuće energije pomažući u stvaranju prvog atomskog oružja na svijetu.

7. Ranije, 1922. godine, Compton je uspio dokazati da se X-zrake mogu potpuno odbiti iz stakla i srebrnih zrcala. To je omogućilo precizne vrijednosti indeksa loma i elektroničke populacije tvari.

Također je omogućio preciznije vrijednosti naboja elektrona.


Gledaj video: King Arthur Legend of the Sword 2017 Full Movie HD (Siječanj 2022).