Информационный баннер

Задачи на эффект Комптона с решением

Содержание:
  • 19 Февраль 2021
  • 17 минут
  • 110

В сегодняшней статье решаем задачи по физике. Тема – эффект Комптона.

Подпишитесь на наш телеграм, там много полезных материалов для учебы. А если хотите скидку, ищите ее на нашем втором канале для клиентов.

Нужна помощь?

Доверь свою работу кандидату наук!

Задачи на тему «эффект Комптона»

Не знаете, с чего начать решение? Вот вам общая памятка по решению физических задач и более 40 формул, держите их под рукой!

Кстати, у нас есть еще и справочник с теорией. Нужна теория по эффекту Комптона? Пожалуйста!

Задача на эффект Комптона №1

Условие

Узкий пучок монохроматического рентгеновского излучения падает на рассеивающее вещество. Найти угол комптоновского рассеяния, если длина волны излучения увеличилась на 1 пм.

Решение

Запишем формулу эффекта Комптона:

λ'-λ=2λсеsin2θ2

Отсюда найдем искомый угол θ:

θ=2acrsinλ2λec=2arcsin1·10-122·2,4263·10-12=53,95°

Ответ: θ=53,95°.

Задача на эффект Комптона №2

Условие

Гамма-излучение с длиной волны 0,83·10-13 м  рассеялось на свободных протонах под углом 180°. Найти энергию фотона после рассеяния.

Решение

По формуле эффекта Комптона:

λ'=λ+λpc·1-cosθ

Отсюда:

λ'=0,83·10-13+1,3214·10-15·1--18,56·10-14 м

Выразим энергию через длину волны:

Е'=hcλ'=6,62·10-34·3·1088,56·10-14=2,32·10-12Дж

Ответ: 2,32 пДж

Задача на эффект Комптона №3

Условие

В результате комптоновского рассеяния под углом 174° длина волны фотона стала равной 8 пм. Во сколько раз уменьшилась частота фотона?

Решение

Из формулы для эффекта Комптона найдем:

λ'-λ=λес·1-cosθλ=λ'-λec·1-cosθλ=8·10-12-2,4263·10-121--0,99453,16·10-12 м

Частоту фотона после рассеяния найдем из формулы для длины волны:

λ=сϑϑ=сλ=3·1083,16·10-12=94,87·1018 Гц

Частота фотона до рассеивания:

ϑ'=сλ'=3·1088·10-12=37,47·1018 Гц

Отсюда:

ϑϑ'=94,8737,472,5

Ответ: уменьшилась в 2,5 раза.

Задача на эффект Комптона №4

Условие

В результате эффекта Комптона фотон с энергией  ε1=1,02 МэВ рассеян на свободных электронах на угол θ=150°. Определить энергию  рассеянного фотона.

Решение

Согласно формуле Комптона изменение длины волны фотона при рассеянии на свободном электроне:

λ=hcE01-cosθ

Здесь E0 – энергия покоя электрона.

С учетом того, что ε=hϑ=hcλ и λ=hcε, первую формулу можно переписать в следующем виде:

hcε-hcε1=hcε01-cosθ

Отсюда можно найти энергию рассеянного фотона ε2:

1ε2-1ε1=1-cosθE0ε2=ε1E0E0+ε11-cosθ

Энергия покоя электрона равна E0=mc2

Подставим значения и рассчитаем:

Е0=9,11·10-31·9·1016=8,199·10-14 Дж=0,511·106 эВ=0,511 МэВε2=1,02·0,5110,511+1,021-сos150°=0,216 МэВ

Ответ: 0,216 МэВ.

Задача на эффект Комптона №5

Условие

При каком угле рассеивания фотонов происходит максимально возможное изменение длины волны?

Решение

Длина волны рассеянного фотона в результате эффекта Комптона возрастает тем больше, чем больше угол рассеивания фотона. Максимально возможное значение этого угла θ=180°, т.е. фотон меняет направление движения на противоположное. Тогда формула Комптона принимает вид:

λ'-λ=2λс

Ответ: 180°.

Нужно больше задач? Не проблема! Вот, например, задачи на фотоэффект.

Вопросы на тему «эффект Комптона»

Вопрос 1. В чем суть эффекта Комптона?

Ответ. Эффект Комптона – явление, сопровождающее рассеяние электромагнитного излучения на свободных (слабосвязанных) электронах атома, приводящее к изменению его частоты (длины волны).

Вопрос 2. Какие закономерности существуют для комптоновского рассеяния?

Ответ. Комптоновское рассеяние подчиняется следующим закономерностям:

  • рассеянное излучение обладает высокой интенсивностью для веществ с малым атомным весом и малой интенсивностью для веществ с большим атомным весом;
  • при увеличении угла рассеяния интенсивность рассеянного излучения в эффекте Комптона возрастает (интенсивность при классическом рассеянии падает с увеличением угла рассеяния);
  • смещение длины волны рассеянного излучения зависит от угла рассеяния;
  • при одинаковых углах рассеяния величина смещения одна и та же для всех рассеивающих веществ.

Вопрос 3. Что такое комптоновская длина волны?

Ответ. Комптоновская длина волны является постоянной величиной для частицы, на которой происходит рассеяние электромагнитного излучения.

λс=hmc

Здесь m – масса частицы, на которой происходит рассеяние.

Вопрос 4. Запишите формулу Комптона.

Ответ. Формула комптона имеет вид:

λ=λ'-λ=λс1-cosθ

Здесь λ – длина волны падающего излучения, λ'– длина волны рассеянного излучения, θ – угол рассеяния, λс – комптоновская длина волны.

Вопрос 5. Какую премию получил Комптон за открытие данного эффекта?

Ответ. В 1927 году Комптон (совместно с Вильсоном) получил Нобелевскую премию.

Посмотри примеры работ и убедись, что мы поможем на совесть!

Нужна помощь в решении задач? В профессиональном сервисе для учащихся вам помогут решить любую, хоть с тремя звездочками. Обращайтесь в любое время.

Навигация по статьям
Доверь свою работу кандидату наук!
  • 01
    Предоплата всего 25%
  • 02
    Шпаргалки в подарок!
  • 03
    Сопровождение до защиты
Узнай бесплатно стоимость работы
Посмотрите примеры наших работ
  • Экономика предприятия
    Экономика предприятия

    Доходы, прибыль и рентабельность как показатели оценки результатов деятельности предприятия связи

    • Вид работы:

      Контрольная работа

    • Время выполнения:

      4 дней

    • Стоимость заказа:

      1 260 руб

    Смотреть работу в PDF
  • Социология культуры
    Социология культуры

    Социальное развитие в современном мире и обострение социальных противоречий в цивилизациях

    • Вид работы:

      Эссе

    • Время выполнения:

      5 дней

    • Стоимость заказа:

      800 руб

    Смотреть работу в PDF
  • Архитектура
    Архитектура

    Актуальность реновации для субъектов Российской Федерации

    • Вид работы:

      Реферат

    • Время выполнения:

      7 дней

    • Стоимость заказа:

      900 руб

    Смотреть работу в PDF
  • Инновационный менеджмент
    Инновационный менеджмент

    Основная терминология инноваций

    • Вид работы:

      Презентации (PPT, PPS)

    • Время выполнения:

      2 дней

    • Стоимость заказа:

      2 500 руб

    Смотреть работу в PDF
  • Электротехника
    Электротехника

    Разрез холодильной установки

    • Вид работы:

      Чертёж

    • Время выполнения:

      3 дней

    • Стоимость заказа:

      1 550 руб

    Смотреть работу в PDF