Home » Άρθρα » Περιγραφή του Φαινομένου Κόμπτον

Περιγραφή του Φαινομένου Κόμπτον

O Κόμπτον και οι συνεργάτες του απέδειξαν ήδη από το 1922 πως η κλασική φυσική δεν μπορούσε να εξηγήσει τη σκέδαση των ακτίνων Χ από τα ηλεκτρόνια. Σύμφωνα με τη συμβατική εξήγηση, το ηλεκτρόνιο ταλαντώνεται όταν οι ακτίνες Χ το χτυπούν. Αμέσως μετά, το ηλεκτρόνιο αποκτά ταχύτητα και αρχίζει να απελευθερώνει ηλεκτρομαγνητική ενέργεια. Ανάλογα με το πόσο καιρό εκτίθεται το ηλεκτρόνιο στην ακτινοβολία και πόσο έντονη είναι αυτή, η ακτινοβολία αυτή θα έχει μια συχνότητα. Ωστόσο, το πείραμα απέδειξε ότι η συχνότητα της σκεδαζόμενης ακτινοβολίας εξαρτάται αποκλειστικά από τη γωνία σκέδασης. Ως εκ τούτου, η συμβατική εξήγηση δεν ήταν σε θέση να εξηγήσει επαρκώς το συγκεκριμένο  φαινόμενο.

Μετρώντας τα μήκη κύματος και την ένταση των σκεδαζόμενων δεσμών και εκτελώντας το πείραμα σε διάφορες γωνίες σκέδασης, ο Κόμπτον μπόρεσε να εντοπίσει δύο κορυφές στη γραφική παράσταση της έντασης σε σχέση με το μήκος κύματος.

Συγκεκριμένα, η πρώτη κορυφή αντιστοιχούσε σε μήκος κύματος λ, που ήταν το μήκος κύματος της αρχικής δέσμης. Η δεύτερη κορυφή αντιστοιχούσε σε μήκος κύματος λ’, του οποίου η σχέση με τη γωνία σκέδασης φαινόταν από τον εξής τύπο:

Να σημειωθεί πως όπου h η σταθερά δράσεως του Πλάνκ, me η μάζα ηρεμίας του ηλεκτρονίου και c η ταχύτητα του φωτός.

Για τη θεωρητική του εξαγωγή διατυπώθηκαν οι ακόλουθες υποθέσεις:

  • Η προσπίπτουσα ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία αποτελείται από φωτόνια με ενέργεια που δίνεται από τον τύπο του Πλανκ (E=hν)
  • Τα φωτόνια, όντας σωματίδια, σκεδάζονται από ελαφρώς δέσμια ατομικά ηλεκτρόνια
  • Τα ηλεκτρόνια κινούνται με σχετικιστικές ταχύτητες
  • Η ενέργεια και η ορμή πριν και μετά την σκέδαση είναι διατηρούμενες ποσότητες

Συνεπώς, ο φαινόμενο αυτό αποτελεί μια από τις πρώτες επιτυχίες της κβαντικής θεωρίας εξαιτίας των παραπάνω παραγόντων.

Μοιραστείτε το άρθρο αυτό
Share on Facebook
Facebook
Tweet about this on Twitter
Twitter
Share on LinkedIn
Linkedin