Visa fråga/svar

 

Materiens innersta-Atomer-Kärnor [12701]

Fråga:
Hejsan. Jag heter Love Tätting och jag har en fråga till dig som jag hoppas att du har ett svar på! Det är som så att jag läser en bok som handlar om den moderna fysiken. I den förklaras vad en Comptonspridning är för någonting. Den förklaras som sådan att om man skickar ljus emot en elektron (mitt på) så difrakterar ljuset. Även om det är i benämningen foton eller våglängd. Det framgår även att med hjälp av att beräkna frekvensen före och efter experimentet så framkommer det att frekvensen är mindre efter experimentet vilket skall betyda att ljuset förlorar energi.

Boken berättar även om att om man skulle försöka göra ett mikroskop för att kunna se elektroner så behöver man ljus med en mindre våglängd än elektronens egen storlek. För detta kan man ta gammastrålning. Men det framgår sedan att desto mindre frekvens bidrar till en större energi. Vilket betyder att om man skulle använda gammastrålning i ett mikroskop för att kunna se elektronen så skulle den slås ut ur sin bana och på så sätt vara påverkad.

Min fråga lyder: Kan man genom att använda gammastrålning i en comtonspridning och använda det ljuset som nu har rätt frekvens och har mindre energi i ett mikroskop mot elektronen. Eftersom att det har tillräckligt låg frekvens och har förlorat en del av sin energi!

Jag skulle verkligen uppskatta om du svarade på min fråga.
/Love T, Storkskolan, Blentarp

Svar:
Hej Love! Du skall inte se comptonspridning som en diffraktion. Diffraktion är ett vågfenomen (här är lite fler konstiga ord: interferens, superpositionsprincipen ), utan så att fotonen uppträder som en partikel. Comptonspridning, figuren nedan, kan ses som en kollision mellan två biljardbollar. Fotonen har en energi E = hc/l och en rörelsemängd p = h/l, och genom att kräva att både rörelsemängden och energin bevaras kan man härleda ett samband mellan ändringen i riktning för fotonen och energin, se Compton Scattering . Bilden är från denna sida. I experimentet ser vi en topp vid 0.0709 nm vid alla vinklar. Detta är fotoner som tagit sig till detektorn utan att spridas (pga ofullständigt kollimering). Den andra något bredare toppen är comptonspridda fotoner som följer formeln i den övre delen av figuren.

Det är riktig att för att "se" något så litet som en elektron, så behöver man mycket kort våglängd, vilket betyder hög energi. Det är emellertid en grundläggande egenskap hos kvantmekaniken, som är den teori som beskriver "små" föremål, att om man försöker bestämma läget på en partikel exakt, så kommer dess rörelsemängd ("hastighet") att bli obestämd. Anledningen är att det är inte bara så att ljus uppvisar både våg- och partikelegenskaper (se ovan) utan partiklar har även vågegenskaper.

Härledning av uttrycket nedan för våglängdsändringen finns i Compton_scattering och länk 1.



/Peter E

Nyckelord: comptonspridning [3]; våg/partikelegenskaper [7];

1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/compeq.html#c1

*

 

 

Frågelådan innehåller 7411 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2019-08-14 16:47:48.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.