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Compton 효과는 무엇입니까?

compton 효과는 방사선의 입자 특성을 확인하는 양자 현상입니다. 이 현상은 그것을 발견 한 물리학 자의 이름을 따서 명명되었습니다.

Compton 효과는 산란의 양자 현상입니다. 미국 물리학자인 Arthur Holly Compton은 이론을 발전 시켰습니다. 그는 전자에서 흩어진 X- 레이의 산란 효과를 연구했습니다. 이것은 방사선의 입자 특성을 뒷받침하는 이론을 뒷받침했습니다. 그는이 작품을 1923 년에 물리적 검토 에 출판했습니다. . 이 기사의 제목은“산란 x - 광선에 의한 광선의 양자 이론”이라는 제목입니다.

Arthur Holly Compton, Compton 이론을 개발 한 물리학 자 (Photo Credit :Molcay/Shutterstock)

참고 :여기에서‘가벼운 요소’

탄성 충돌 및 Compton 효과

캐롬 보드 나 셔플 보드를 플레이 할 때, 스트라이커가 전당포에서 이길 수있는 곳을 정확히 알고 있습니다. 전당포를 쏘려면 스트라이커를 적절한 각도로 유지하고 적절한 속도로 치는 것이 중요합니다. 물론, 목표도 있어야합니다! 게임을 관찰 할 때 스트라이커가 공급 한 운동 에너지가 있음을 알게 될 것입니다. 스트라이커가 당신이 목표로하는 전당포를 쳤을 때, 그것은 그 폰을 움직일 것입니다. 스트라이커에서 전당포로 운동 에너지가 전달됩니다. 이것은 차례로 폰의 방향을 바꿉니다. 전당포를 움직이는 스트라이커는 화해를 겪게 될 것입니다. 스트라이커에는 에너지 손실도 있습니다. 이 충돌은 운동량과 에너지 원칙의 보존에 따라 진행됩니다. 모멘텀과 에너지가 보존되는 충돌을 탄성 충돌 라고합니다. .

스트라이커가 운동 에너지를 전당포로 전달하는 것을 관찰하십시오 (사진 크레디트 :Mr Sagar/Shutterstock)

양자 역학은 고전 물리학이 설명 할 수없는 관찰에 대한 해답이었습니다. Compton 효과는 그러한 현상 중 하나입니다.

방사선의 compton 효과 및 입자 특성

Compton 효과는 방사선의 입자 특성을 확인하면서 20 세기에 돌파구였습니다. Compton은 산란 실험을 통해 방사선의 입자 특성을 설명했습니다. 실험은 산란 된 방사선에서 파장의 증가를 발견했다. 그는 또한 산란 방사선이 초기 각도에서 표류했음을 발견했습니다. 이러한 형태의 탄성 충돌은 방사선의 입자 특성을 입증했다. 이제 Compton 씨가 수행 한 실험을 자세히 살펴 보겠습니다!

실험

파장의 X- 레이 는 전자에 인시되며, 전자의 산란 된 X- 레이는 파장을 가지고 있습니다. . Compton 효과는 입사 X- 레이의 파장의 증가를 보여줍니다.

Compton 효과는 전자에서 X- 레이를 산란 시켰으며,이 산란은 우리가 탄성 충돌에 대해 알고있는 것을 준수했습니다. 따라서 방사선의 입자 특성을 확인합니다. 엑스레이는 광자로 구성되어 있으며 광자는 불연속 패킷이라고 결론지었습니다. 산란 된 방사선의 파장은 에너지와 운동량 보존 법칙을 통해 얻어진다. 전자와 충돌 한 후 방사선은 전파 방향을 변경했습니다. 전자는 일부 에너지를 잃고 반동을 경험합니다. 반동은 전자에 속도를 제공합니다. 이 속도는 운동량의 증가로 반영됩니다. Compton 효과는 사건과 산란 된 파장 사이의 관계를 설명합니다.

Compton Scattering (사진 크레디트 :Fouad A. Saad/Shutterstock)

Compton 효과의 수학적 방정식

(*)

- 산란 각도, 즉 입사 광선과 산란 광선 사이의 각도

- compton 파장과 동일합니다. m.

여기서 h Planck 's Constant라고합니다. 는 전자의 질량이고 C는 진공의 빛의 속도입니다.

위의 방정식은 산란 각도가 방사선의 파장과 무관하지만 파장의 증가에 의존한다는 것을 확인합니다.

실험 데이터를 이론적 값

비교 Mr. Compton은 전자에 전자기 광선을 산란하여 실험 데이터를 얻었습니다. 그는 몰리브덴 표적의 X- 선 방사선이 흑연에서 흩어 지도록 허용했다. 산란 된 방사선은 상이한 각도로 측정되었고, 이러한 판독 값을 그렸다. 이후에 플로팅 된 그래프는 파장과 산란 각도 사이입니다. 그래프는 두 파장으로 구성되었습니다. 몰리브덴 표적 (1 차 광선)으로부터의 광선의 파장 및 산란 된 광선의 파장. 결과는 그가 개발 한 이론 데이터와 비교되었습니다. 실험적이고 이론적 인 데이터가 일치했습니다!

그의 실험 관찰에서 Compton 씨가 그린 그래프. 크레딧 :물리적 검토“Arthur H. Compton

의“빛 요소에 의한 엑스레이의 산란에 대한 양자 이론”

Compton 효과의 실험 시연 (사진 크레디트 :DKN0049/ShutterStock)

산란 각도로 , 그는 파장의 증가가 m. 이론의 결과는있었습니다 m. 그는 관찰이 상당히 만족스러운 합의라고 결론 지었다. 파장의 증가는 산란 각도에 의존한다는 것을 강조합니다.

Compton 효과는 방사선의 입자 특성을 증명하는 심오하고 가장 영향력있는 이론 중 하나입니다.

응용 프로그램

Compton 효과는 방사선 치료를 통해 암 환자를 치료하기 위해 방사선 생물학에 적용됩니다.

Compton 산란의 다른 응용에는 Compton 산란 밀도계에서의 사용이 포함되며, 이는 물체의 결함이나 불순물을 감지하는 데 사용할 수 있습니다. Compton 산란 이미징은 물체의 물리적 밀도를 측정 할 수 있습니다.

A. 두 가지 흡수 과정을 갖춘 컴퓨터 단층 촬영 스캐너 :광전 효과 및 Compton 효과. B. Compton Effect Scattering (사진 크레디트 :Sahua D &Yok_onepiece/Shutterstock)

오늘날, 수많은 분야가 Compton 효과의 응용으로 등장했습니다. Compton의 발견 후 20 세기는 양자 역학의 연구와 개발에서 역사적이었습니다. Compton 효과는이 분야에서도 혁명적이었습니다. 그것은 입자 파 이중성이라는 아이디어를 되풀이하고 1900 년대 초에 인간 사고의 새로운 차원을 열었습니다.


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