بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
خلاصة مطالبي كه تا اينجا مطا لعه گرديد:
-1 ارائه فرمول تجربي رايدبرگ در مورد سريهاي طيفي.
-2 پديدة تابش جسم سياه يا پديدة حفره اي و فرمول پلانك.
-3 ارائــــه نظريـــــه فوتون انشتين به وسيلة اثر فتوالكتريك و لذا استناد نسبت ذره اي بودن به نور و تأييد خاصيت دوگانه موجي- ذره اي براي نوروسایرامواج الکترومغناطیسی.
-4 ارائه نظريه دو بروي در مورد طول موج وابسته به ذره و ارائه نظريه ذره اي- موجي براي ذرات مادي و تأييد آن به وسيله آزمايش تفرق الكترون به وسيلة داویسون و گرمر.
-5 آزمايش ديگري كه تأييد قطعي براي خاصيت ذره اي بودن نور مي باشد، اثر كامپتون است که برخورد نور به عنوان ذره با ذرات ديگر مثل الكترون است.
مفهوم فوتون به عنوان يك بستة متمركز انرژي در سال 1923 بوسيلة كامپتون به گونه اي قاطع مورد تأييد قرار گرفت.
در پديدة كامپتون فرض بر اين است كــــه تئوري كوانتم نور را به صورت ذرات ريزي ( بسته هاي متمركز انرژي ) بـــه نام فوتون در نظر مي گيرد. نتيجه آنكه در صورت صحت اين موضوع بايد برخورد ذرات نوري با ذرات ديگري مثل الكترون مانند برخورد دو ذرة مادي ( مثلاً دو توپ بيليارد ) باشد.
اسلاید 2 :
اثر كامپتون ( Compto Effect )
اثر كامپتون آزمايش ديگري است كه تاييد قاطعي براي خاصيت ذره اي بودن نور است .
فرض بر اين است كه تئوري كوانتم نور را به صورت ذرات ريزي ( بسته هاي متمركز انرژي ) به نام فوتون در نظر مي گيرد نتيجه اينكه در صورت صحت اين موضوع بايد برخورد ذرات نور با ذرات ديگري مثل الكترون مانند برخورد و ذره مادي ( مثلاً‌دو توپ بيليارد ) باشد
اسلاید 3 :
آزمايشي كه به وسیله کامپتون ترتيب داده شده بود مطابق شکل زیر بود:
كامپتون يك دسته پرتو ايكس كه طول موج آن به خوبي مشخص بود را
مطابق شكل بر روي يك قطعه گرافيت تابانيد و
براي زواياي پراكندگي گوناگون،
شدت پرتو ايكس پراكنده شده را بر حسب طول موج اندازه گرفت.
اسلاید 4 :
توزيع شدت پرتوهاي x پراكنده شده بر حسب طول موج در زواياي مختلف j رسم گرديد.
گرچه دسته پرتو فرودي تكفام بوده و طول موج آن l مي باشد.
نتايج آزمايش كامپتون براي چهار زوايه پراكندگي وجود دو max شدت را براي دو طول موج يكي l برابر طـول موج اصلي پرتو x تابيـده شـده و ديگر طول موج بلندتر l نشان مي داد، كه به اندازة Dl از پرتو فرودي بزرگتر مي باشد. كميت Dl موسوم به جابجائي كامپتون است و با زاويه اي كه تحت آن پرتوهاي ايكس پراكنده شده ديده مي شوند تغيير مي كند.
اسلاید 5 :
طبق نظريات موجي الكترومغناطيسي فيزيك كلاسيك، پرتوفرودي با طول موج l تنها ميتواند الكترونهاي درون قطعه گرافيك رابا فركانس تشديد كند و
آنها نيز با همان فركانس توليد انرژي نمايند (شبيه آنتنهاي گيرنده و فرستنده راديويي) و اينكه چرا دو انرژي و دو فركانس وجود دارد، از نظر فيزيك كلاسيك قابل توجيه نبو د.
اين موضوع با استفاده ا زخاصيت ذره اي براي نور اين گونه توجيه شد:
برخورد فوتون اشعه x با الكترون بصورت زير است :
اسلاید 6 :
در بين 5 متغير ( l، l`، V، j و q ) كه در اين معادلات ظاهر مي شوند دو عدد آنها را مي توان حذف نمود. ما q و V را كه تنها به حركت الكترون مربوط مي شوند انتخاب و حذف مي نماييم. پس از عمليات جبري لازم نتيجة ساده زير حاصل مي شود:
بدينسان جابجايي كامپتون ( Dl ) تنها به زاوية پراكندگي j بستگي دارد و نه به طول موج اوليه و از صفر تا تغيير مي كند
براي f= o فوتون تابيده شده درست از كنار الكترون رد شده و منحرف نمي شود.
براي j= 180 كه مربوط به يك برخورد رودررو است و جهت فوتون تابيده شده معكوس مي شود.
اسلاید 7 :
طول موج تغيير نكرده مربوط به الكترونهاي درون اتم است كه در قيد هسته هستند و كل هسته و اتم د رمقابل فوتون ورودي واكنش نشان ميدهند.
طول موج تغيير پيدا كرده مربوط به الکترونهايي است كه كنده شده و انرژي جنبشي پيدا مي كنند.
مثلاً: در مورد كربن كه 6 نوترون و 6 پروتون و 6 الكترون دارد.
توده موثر در مقابل اشعه ورودي M = me 22000 = me 1836 × 12
اسلاید 8 :
ثابت پلانك تا كنون در سه پديده مهم نمايان شده است :
1) تابش حفره اي
2) پديده فتوالكتريك
3) پديده كامپتون
لذا ثابت پلانك در فيزيك كوانتمي ثابت بسيار اساسي است يعني در جهان كه h وجود نداشته باشد فيزيك كوانتم بي معنا است.
در اين صورت فيزيك كلاسيك حتي در دستگاههاي زير اتمي برقرا ر خواهد بود و در چنين جهاني پديده كامپتون رخ نخواهد داد.
مسئله : پرتو X با طول موج ° 1 Aبوسيله يك قالب كربن پراكنده ميشود پرتوهاي پراكنده شده تحت زاويه 90 درجه نسبت به زاويه فرودي مشاهده مي شوند.
الف – جابه جايي كامپتون چقدر است ب – چه مقدار انرژي جنبشي به e پس زده داده مي شود؟
