El efecto Compton (también llamado dispersión Compton) es el resultado de un fotón y amplificador de alta energía; nbsp; colisionando con un objetivo, que libera electrones unidos libremente de la capa externa del átomo o molécula. La radiación dispersa experimenta un cambio de longitud de onda que no puede explicarse en términos de la teoría de ondas clásica, lo que brinda apoyo a Einstein & amp; apos; s & amp; amp; nbsp; photon theory. Probablemente la implicación más importante del efecto es que mostró que la luz no podía explicarse completamente de acuerdo con los fenómenos de onda.& amp; amp; nbsp; La dispersión de compton es un ejemplo de un tipo de dispersión inelástica de luz por una partícula cargada. La dispersión nuclear también ocurre, aunque el efecto Compton generalmente se refiere a & amp; amp; nbsp; a la interacción con los electrones.
El efecto fue demostrado por primera vez en 1923 por Arthur Holly Compton (por el cual recibió un Premio Nobel de 1927 y amp; nbsp; en Física). Compton & amp; apos; s estudiante graduado, Y.H. Woo, luego verificó el efecto.
Video destacado
Cómo funciona la dispersión de Compton
La dispersión que se demuestra se muestra en el diagrama. Un fotón de alta energía (generalmente rayos X o rayos gamma) choca con un objetivo, que tiene electrones unidos libremente en su capa externa. El fotón incidente tiene la siguiente energía E y momento lineal p :
E = hc / lambda
p = E / c
El fotón da parte de su energía a uno de los electrones casi libres, en forma de energía cinética, como se esperaba en una colisión de partículas. Sabemos que la energía total y el impulso lineal deben conservarse. Al analizar estas relaciones de energía e impulso para el fotón y el electrón, termina con tres ecuaciones:
- energía
- x -componente de momento
- y -componente de momento
en cuatro variables:
…
- phi , el ángulo de dispersión del electrón
- theta , el ángulo de dispersión del fotón
- Ee , la energía final del electrón
- E & amp; apos ;, la energía final del fotón
Si solo nos importa la energía y la dirección del fotón, entonces las variables electrónicas pueden tratarse como constantes, lo que significa que es posible resolver el sistema de ecuaciones. Al combinar estas ecuaciones y usar algunos trucos algebraicos para eliminar variables, Compton llegó a las siguientes ecuaciones (que obviamente están relacionadas, ya que la energía y la longitud de onda están relacionadas con los fotones):
1 / E & amp; apos; – 1 / E = 1 / ( me (tixagb_1
lambda & amp; apos; – lambda = h / ( me (tix
El valor h / ( me c ) se denomina longitud de onda Compton del electrón y tiene un valor 6. Esto es & amp; apos; t, por supuesto, una longitud de onda real, pero realmente una constante de proporcionalidad para el cambio de longitud de onda.
¿Por qué esto admite fotones??
Este análisis y derivación se basan en una perspectiva de partículas y los resultados son fáciles de probar. Mirando la ecuación, queda claro que todo el cambio se puede medir únicamente en términos del ángulo en el que se dispersa el fotón. Todo lo demás en el lado derecho de la ecuación es una constante. Los experimentos muestran que este es el caso, brindando un gran apoyo a la interpretación de fotones de la luz.
Editado por Anne Marie Helmenstine, Ph.D.
& amp; # x203A; Ciencias
