Эффект Комптона

Еще в начале 20 столетия ученые признали, что микрообъекты не всегда подчиняются разработанным ими моделям. Тогда стали признавать, что данные объекты, скорее всего, обладают одновременно свойствами, как волн, так и частиц.

Первым о таком явлении заявил Альберт Эйнштейн, предложив свое объяснение фотоэлектрического эффекта, по которому любой вид электромагнитного излучения, в том числе и свет, является пучками фотонов. А открытый позже американцем Артуром Комптоном процесс рассеяния фотонов на свободных электронах стал еще одним примером в подтверждение квантовой природы фотонов. Позже это явление получило название по имени первооткрывателя.

Эксперимент Комптона несложно описать. На кристалл направляется пучок электромагнитных лучей (в своем эксперименте Комптон использовал наиболее доступные рентгеновские), а потом измеряются углы отклонения и рассеяния лучей, а также их энергии. Согласно классической теории физики о взаимодействии лучей с веществом (до вывода первых постулатов квантовой механики), энергия отраженных лучей должна быть такой же, как и в исходном излучении.

Однако экспериментатором была получена совершенно другая картина – энергия рассеянных лучей отличалась от исходных, и разница эта была в зависимости от угла рассеивания, причем максимальное значение достигалось при угле в 90 градусов. Наиболее естественным объяснением данного явления было предположить, что при прохождении лучей фотоны соударяются с электронами вещества, продолжая движение в различных направлениях. Как два шара на бильярдном столе. А так как электрон движется медленнее, то при столкновении в общем случае он должен энергию приобретать. Фотон же в таком случае энергию теряет в том же размере.

Публикации подробного эксперимента Комптоном в 1923 году покачнули традиционные устои физики и привели к тому, что фотоны были признаны всеми учеными как существующие.

В настоящее время эффект Комптона применяется в астрофизике – гамма-лучи от разнообразных космических объектов рассеиваются в пространстве многократно, в конце концов их энергия падает до длинны обычного рентгеновского излучения, что позволяет их зафиксировать на рентгенографических установках и анализировать.

Поделиться с друзьями:

Также интересно:


Рубрика: Энциклопедия
Вы можете следить за обсуждением этой записи с помощью RSS 2.0. Вы можете оставить комментарий, или trackback с вашего сайта.
Оставить комментарий