fizik

ana

lise3

COMPTON OLAYI

Yazar fizik

Pazartesi, 12 Şubat 2007

Foto elektrik olayın dışında, ışığın kuvantumlanmasını gerçekleyen bir diğer olayda Compton olayı olarak adlandırılır. 1922 yılında A. H. COMPTON ( 1892-1962; Nobel ödülü 1927 ) göstermiştir ki; Röntgen ışıması ve zayıf bağlanmış elektron'lu madde arasındaki karşılıklı etki süreci ışığın dalga modeliyle daha fazla açıklanamaz. Klasik dalga modeline göre Röntgen ışıması ve madde arasındaki karşılıklı etki sürecinde sadece madde üzerine gelen Röntgen ışımasının dalga boyu gözlemlenebilir. Deneyde, asıl ışımanın yanında daha büyük dalga boylu bir ışıma daha gözlemlenir. COMPTON bundan başka, dalga boyundaki değişimin sadece saçılma açısına bağlı olduğunu da tespit etmiştir. Compton bu olayların açıklaması için kabul etmiştir ki, madde üzerine isabet eden Röntgen ışımasının ( fotonun ) dalga boyu değişimi ( yada frekans değişimi ), maddenin elektronlarıyla karşılıklı etki esnasında Röntgen ışımasının bir miktar enerjisinin ve momentinin elektronlara geçmesi suretiyle ortaya çıkar.

Yukarıdaki animasyonda bir foton (ışık parçacığı) elektrona çarpmaktadır. Çarpışma sonrasında elektron ve foton farklı doğrultularda saçılmaktadır. Bu saçılmanın enerji ve momentum korunumu kurallarına uygun olduğu , deneyi yapan fizikçi Compton tarafından ölçümlerle doğrulanmıştır. Bu bize ışığın bir parçacık gibi davrandığını gösterir, çünkü sadece parçacıklar (veya maddeler) momentumun korunumuna göre bir saçılma gösterir.

Compton olayında foton elektrona çarptığında yandaki şekildeki gibi saçılmaktadır. Foton dalgalı çizgi ile elektron mavi nokta ile gösterilmişitir. Gelen fotonun doğrultusu kesikli çizgilkerle gösterilmiştir. Saçılan fotunun saçılma açısı Φ harfi ile, saçılan elektronun saçılma açısı θ ile gösterilmiştir. Enerji ve momentumun korunumu denklemleri birlikte çözülerek işlemler yapılırsa aşağıdaki denklemler elde edilir

λ':Saçılan fotonun dalgaboyu λ: gelen fotonun dalgaboyu h: Planck sabiti m:elektronun kütlesi c: ışık hızı
θ: elektronun saçılma açısı h, m, c değerleri sabit değerlerdir. Bu değerler yerine yazılırsa h/m.c = 0,024 A (angström) çıka