ظاهرة كومتون
النقطة 8 من 12 — الدرس الأول: إشعاع الجسم الأسود وظاهرة كومتونبنك الأسئلة: 12 سؤال (3 مصوّر)
08 ثامنًا: ظاهرة كومتون
رسم توضيحي — النقطة 8: ظاهرة كومتون
الملاحظة
- لوحظ أنه عند سقوط فوتون من أشعة إكس أو جاما على إلكترون حر:
- يقل تردد الفوتون (يزداد طوله الموجي) ويتغير اتجاهه.
- تزداد سرعة الإلكترون ويتغير اتجاهه.
التفسير
- لا يمكن تفسير ذلك بالنظرية الموجية الكلاسيكية.
- تُفسَّر الظاهرة بفرض بلانك: الفوتون جسيم يصطدم بالإلكترون كما تصطدم كرات البلياردو.
- يتحقق في التصادم قانونان:
- بقاء كمية الحركة: المجموع الجبري لكمية الحركة قبل التصادم = بعده.
- بقاء الطاقة: (طاقة الفوتون + طاقة الإلكترون) قبل التصادم = (طاقة الفوتون + طاقة الإلكترون) بعده.
- فالفوتون جسيم له كمية حركة كما للإلكترون كمية حركة.
ما يتغير وما لا يتغير
| وجه المقارنة |
الفوتون بعد التصادم |
الإلكترون بعد التصادم |
| الطاقة |
تقل (فيقل التردد) |
تزداد طاقته الحركية |
| الطول الموجي |
يزداد طول موجة الفوتون |
يقل الطول الموجي المصاحب لحركته |
| السرعة |
تظل c |
تزداد |
| الاتجاه |
ينحرف عن مساره |
ينحرف في اتجاه آخر |
دلالة الظاهرة
- ظاهرة كومتون دليل على الصفات الجسيمية للفوتون: له كتلة وسرعة وكمية حركة، ويخضع في تصادمه لقانوني بقاء الطاقة وكمية الحركة.
- الموجة تصف السلوك الجماعي للفوتونات.
📝 بنك أسئلة هذه النقطة
12 سؤال مرتبط بهذه النقطة فقط، منها 3 سؤال بالصور.