العودة   منتدى لغة الروح > لغة الفيزياء > الفيزياء الحديثة

إضافة رد
 
أدوات الموضوع انواع عرض الموضوع
#1  
قديم 07-19-2013, 06:10 AM
طائر الامل غير متواجد حالياً
لوني المفضل Cadetblue
 رقم العضوية : 27
 تاريخ التسجيل : Jul 2013
 فترة الأقامة : 2292 يوم
 أخر زيارة : 08-01-2013 (05:30 PM)
 المشاركات : 160 [ + ]
 التقييم : 30
 معدل التقييم : طائر الامل is on a distinguished road
بيانات اضافيه [ + ]
افتراضي تعرف على ظاهرة كمبيون






The Compton Effect
ظاهرة كمبيون
في الظاهرة الكهروضوئية يعطي الفوتون كامل طاقته للإلكترون المرتبط بسطح المادة، ولكن في بعض الأحيان يمكن أن يعطي الفوتون جزء من طاقته إلى إلكترون حر وهذا النوع من التفاعل بين الشعاع الكهرومغناطيسي والالكترون يسمى بتشتت الفوتونات بواسطة الإلكترون Scattering وتعرف هذه الظاهرة في علم ميكانيكا الكم بظاهرة كمبتون Compton Effect.
تعتمد ظاهرة كمبتون في تفسيرها على ان الضوء يتكون من فوتونات لها طاقة وكمية حركة ولا يمكن تفسيرها على اعتبار النموذج الموجي للضوء. تم التحقق من هذه الظاهرة عملياً في عام 1923 في جامعة سانت لويس من قبل العالم آرثر كمبتون وذلك بإسقاط أشعة اكس على لوح من الكربون كما هو موضح في الشكل التالي:

وكانت نتائج التجربة على النحو التالي:
وجد ان الاشعة المشتتة لها طولين موجيين هماl و l' بالرغم من أن الشعاع الساقط يحتوي على طول موجي وحيدl.
تم قياس الفرق في الطول الموجي للفوتونات المشتتة ووجد إنها تعتمد على زاوية تشتت الأشعة المشتتة حيث ان هذا الفرق يكون أكبر ما يمكن عندما تكون الزاوية 180 درجة.
Dl = l' - l
اذا ما تم الاعتماد على النموذج الموجي للاشعة الكهرومغناطيسية لايمكن ايجاد تفسير للزيادة في الطول الموجي للاشعة المشتتة من لوح الكربون لأن حسب النظرية الكلاسيكية فإن الكترونات ذرات الكربون سوف تتذبذب بنفس تردد الفوتونات الساقطة ولا يحدث في هذه الحالة اية زيادة تطرأ على الطول الموجي للفوتونات المشتتة بل انها سوف تحتوي على نفس الطول الموجي.
ولتفسير هذه الظاهرة اعتمد كمبتون على ان الاشعة الساقطة تتكون من سيل من الفوتونات لها طاقة وكمية حركة
Energy of the photon E = hn = hc/l
Momentum of the photon P = h/l
وعندما تتصادم بعض من هذه الفوتونات مع الالكترونات في لوح الكربون فإنها تفقد جزء من طاقتها كما أن الجزء الآخر من الفوتونات يصطدم بالإلكترونات تصادم مرناً فلا تفقد طاقتها وهذا ما يؤدي إلى الحصول على طوليين موجيين..
وحيث أن الفوتونات المشتتة تفقد جزء من طاقتها فإن ذلك يؤدي إلى أن الطول الموجي للفوتونات المشتتة أكبر من الطول الموجي للفوتونات الساقطة أي أن
l' > l
ولتفسير هذه النتيجة وإيجاد علاقة رياضية تربط بين التغير في الطول وزاوية التشتت فإننا نعتبر التصادم بين فوتون وإلكترون حر على النحو التالي:

بعد التصادم
قبل التصادم
بتطبيق قانون الحفاظ على الطاقة والحفاظ على كمية الحركة نجد أن
وبإعادة ترتيب متجهات كمية الحركة للفوتون والإلكترون الحر بعد التصادم كما في الشكل التالي:
بتطبيق قاعدة فيثاغورس على المثلث القائم الزاوية نجد أن
بالضرب في مربع السرعة
من قانون الحفاظ على الطاقة حيث أن الطاقة قبل التصادم تساوي الطاقة بعد التصادم
Eo = moc2
hn + Eo = hn’ + E
بعد التصادم قبل التصادم
hn - hn’ = E - Eo
بتربيع طرفي المعادلة نحصل على
بالتعويض عن E2 بالمعادلة
بالتعويض في المعادلة (1) من المعادلة (2) نحصل على
هذه هي المعادلة الرياضية لظاهرة كمبتون والتي توضح العلاقة بين التغير في الطول الموجي للفوتونات المتشتتة Dl وزاوية التشتتq. تعتمد قيمة Dl على كتلة mo السكون للجسم (الإلكترون) وثابت بلانك وسرعة الضوء وزاوية التشتتq.
المقدار يسمى بالطول الموجي لكمبتون compton wavelength حيث ان لهذا المقدار وحدة طول. وبالتعويض عن قيمة الثوابت نجد أن:
h/moc = 0.024Å
ولهذا فإن عند التعويض في معادلة كمبتون عن قيم مختلفة للزاوية q

q = 0 Dl = 0 q = 90 Dl = 0.024Å q = 180 Dl = 0.048Å
لاحظ أن في حالة الزاوية 180 يكون التغير في الطول الموجي اكبر ما يمكن وعندها يكون التصادم بين الفوتون والإلكترون هو تصادم مباشر head-on-collision.
ملاحظات
يمكن فقط قياس التغير في الطول الموجي عندما يكون الفوتون ذو طول موجي صغير أي في مدى أشعة اكس والأشعة الأصغر منه. فمثلاً اذا كان الطول الموجي للفوتون 4000 انجستروم (الضوء المرئي) فإن الزيادة في الطول الموجي نتيجة لظاهرة كمبتون

for l = 4000ÅDl/l = 0.006%
وهذا التغير صغير جدا ولا يمكن قياسه أما إذا كان الطول الموجي للفوتون الساقط 1 انجستروم (اشعة اكس) فإن الزيادة في الطول الموجي نتيجة لظاهرة كمبتون
for l = 1ÅDl/l = 0.3%
وبهذا فإننا نلاحظ ظاهرة كمبتون عند الأطوال الموجية الصغيرة
مثال
إذا كان طول موجة أشعة اكس الساقطة على لوح الكربون تساوي 0.01 انجستروم فما طول موجة أشعة اكس التي تتشتت عند زاوية 30 درجة.
بالتعويض في معادلة كمبتون



ساعد في نشر والارتقاء بنا عبر مشاركة رأيك في الفيس بوك





رد مع اقتباس
إضافة رد

مواقع النشر (المفضلة)

أدوات الموضوع
انواع عرض الموضوع

تعليمات المشاركة
لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
لا تستطيع الرد على المواضيع
لا تستطيع إرفاق ملفات
لا تستطيع تعديل مشاركاتك

BB code is متاحة
كود [IMG] متاحة
كود HTML معطلة

الانتقال السريع

Facebook Comments by: ABDU_GO - شركة الإبداع الرقمية

الساعة الآن 11:31 PM.


Powered by vbulletin
Copyright ©2000 - 2019.


HêĽм √ 3.1 BY: ! ωαнαм ! © 2010

أن المنتدى غير مسئول عما يطرح فيه أفكار وهي تعبر عن آراء كاتبها

هذا الموقع يستعمل منتجات MARCO1

جميع الحقوق محفوظة لموقع لغة الروح |تصميم المتحدة لخدمات الانترنت