コンプトン 効果。 コンプトン効果の導出 もう一度

コンプトン効果とは何ですか?

コンプトン 効果

コンプトン効果 コンプトン効果とは X線を物質に当てると散乱しますが、散乱X線の中には入射X線より波長の長いものが含まれます。 この現象を コンプトン効果といいます * 1892年-1962年のアメリカの物理学者、アーサー・コンプトンが発見しました。 コンプトン効果による散乱をコンプトン散乱といいます。 散乱X線の中に入射X線より波長の短いX線が含まれることもあり、逆コンプトン効果といわれます。 高校物理では扱いません。 閉じる。 h と c は定数です。 閉じる)ためと考えられます。 光子のエネルギーと運動量 コンプトンはX線が光子という粒子の流れであり、運動の前後でとが成り立つと考えました。 大学に行って学んでください。 閉じる。 閉じる この E と p が運動の前後で変わらないとコンプトンは考えたわけです。 エネルギー保存則と運動量保存則から波長の伸びを求める 左図は1個のX線光子が物質中の1個の電子に衝突し、跳ね飛ばした場面を表しています。 他に銅や銀なども用いましたが、それらを使っても散乱X線の波長のズレの大きさは変わりませんでした。 閉じる このとき光子のエネルギーが小さくてそれが電子の運動エネルギーとして全て吸収されてしまう場合がで、光子のエネルギーが大きくて電子と衝突した後でも光子として残って散乱するのがコンプトン効果です(ざっくりした説明ですが)。 (以下計算が長いですが内容は簡単です。 計算式が改行されて見づらい場合はスマホを横向きにしてください。 余弦定理を用いると計算が少しだけ楽になります。 X線を粒子としてとらえ、エネルギー保存則や運動量保存則が成り立つと考えることが妥当であると証明されたわけです。 また、この式の右辺をよく見ると定数ばかりで構成されています。 h も m も c も定数です。 「電子のコンプトン波長」ともいいます。 閉じる。 sakura.

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光電効果

コンプトン 効果

金属に光を当てると電子が飛び出す効果は光電効果です。 光電効果のメカニズムの中にコンプトン効果の要素は含まれています。 では、コンプトン効果とはなんなのか、ですが、何ものにも束縛されていない電子に光子が衝突すると、エネルギーを受けて、運動する現象です。 一方、光電効果は金属中に束縛されている電子を飛ばすという現象です。 束縛されていることを表す項は仕事関数と呼ばれる値で表現されます。 ですので、コンプトン効果は光電効果を考えやすいものとする過程で生まれた考えと考えられ、学生に教える時は、まずコンプトン効果を知り、その後で、光電効果を学ぶ方が、学問上健全と考えられると言う感じです。 さらに、他にも、コンプトン効果は、特性X線の発生過程にも含まれます。 高校物理の原子物理において、欠かすことのない原理的な現象です。 そもそも光電効果とコンプトン散乱は、一見電子を光子がはじき出す、ということで似てはいますが、仕事関数は金属の物性に大きく関わる複雑なものであるのに対し、コンプトン散乱は単なる玉突きですので、本質的に全然異なる物理が働いています。 実際私はコンプトン散乱はよく知っていますが、光電効果の難しいことは全然知りません。 「学問上健全」というのなら、ヤング実験で光の波動性を学んだ学生に対して、まず最初に光電効果を教え、粒子性へと先導し、その後にコンプトン効果によって上塗りをする、という方がよろしいでしょう。 すみません。 「学問上健全」なんて書いてあったので、何ほどのもんかと粗さがししてしまいました。 卑しい人間です。 すみません。 私のように、知恵袋程度で「学問」なんつー言葉遣ってんじゃねーよってカチンと来る狭量な輩もいるので自信がないときはお気を付け下さいませ。 大変失礼を致しました。 それでは.

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わかりやすい! コンプトン効果とは?|【かきのたねブログ】

コンプトン 効果

6-2012. 9 Yuji. 波長が長くなったX線が、いろいろな方向に散乱する。 電子もゆっくりと動く。 まっすぐ通過するX線もあるが、違う角度に散乱されるX線もある。 ・エネルギーが変わらない 波長が同じ X線もある。 「 トムソン散乱」 X線が、原子核によって散乱される。 原子核は、ほとんど、影響を受けない。 X線のエネルギーも変化がない。 ・エネルギーが低い 振動数が小さい、波長が長い X線もある。 「 コンプトン散乱」 X線が自由電子によって散乱される。 光子のエネルギーの一部が、電子の運動エネルギーになる。 ・散乱される角度によって、そのエネルギー差が決まっている。 ・1923年、A. Compton が理論的根拠を発見。 光子には運動量があるから、2粒子の衝突のように跳ね返るということが起きる。 ・金属箔には、自由電子が存在する。 ・光子は、波ではなく、運動量やエネルギーを持つ粒だと考える。 ・たくさんの光子がそれぞれ自由電子にぶつかり、弾き飛ばす。 光子のエネルギーの一部が、電子の運動エネルギーになる。 光子は、エネルギーの一部を失う。 光子は、その方向も変える。 方向と、失うエネルギーの大きさは関係がある。 光子はx軸上を進んできたとする。 光子や電子が飛び去る方向は、1平面に限られているわけではなく、3次元的に任意の方向をとる事ができる。 1回の衝突だけを考えれば、運動量保存の法則より、1平面上に限られる。 その平面を xy平面 とする。 逆方向に変わる場合は、「逆コンプトン効果」と言い、光子のエネルギーが増える。 逆方向に変わる場合は、「逆コンプトン効果」と言い、光子のエネルギーが増える。

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