Óptica cuántica: Efecto Compton
Tarea experimental: Estudio del efecto Compton a partir del choque elástico entre un fotón y un electrón inicialmente en reposo.
Autor de Applet:
Curso Física por Ordenador del autor: Profesor Ángel Franco García, de la Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Industrial de Eibar,  España. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htm
Actividades En la experiencia real, el detector es un cristal de INa, la fuente de rayos gamma está producida por el isótopo Cs-137, que tiene un pico muy agudo centrado en 661.6 keV, o en la longitud de onda 1.878 10-12 m, (0.01878 A). Los electrones libres los proporciona un trozo de metal que puede ser una varilla de hierro.

Midiendo la diferencia de longitudes de onda entre la radiación dispersada y la radiación incidente se pide calcular la constante lC. A partir del valor de esta constante, y conocida los valores de las constantes fundamentales, velocidad de la luz c=3·108 m/s y la masa del electrón me=9.1·10-31 kg, se pide calcular el valor de la constante h de Planck, comprobando que está cerca del valor 6.63·10-34 Js.

Se pulsa el botón titulado Nuevo

  • Se cambia el ángulo q del detector actuando con el ratón,

Se mide la longitud de onda de la radiación dispersada.

En la parte inferior izquierda del applet, se representa la intensidad de la radiación gamma que registra el detector en función de la longitud de onda.

En la parte superior derecha del applet, se muestran los valores numéricos de las longitudes de onda en angstrong (10-10 m) de la radiación incidente y dispersada.

En la parte derecha del applet, podemos ver de forma animada el choque elástico entre un fotón y un electrón en reposo. Podemos apreciar gráficamente cómo cambia la longitud de onda de la radiación dispersada a medida que aumenta el ángulo de dispersión.

Podemos ver también que el electrón retrocede adquiriendo un momento lineal pe y formando un ángulo que se puede calcular a partir de las ecuaciones de conservación del momento lineal p=p'+pe(1) y de la energía (2). Para calcular la velocidad v del electrón, necesitamos la expresión relativista del momento lineal

 

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