Pagina iniziale | Navigazione |
Google

Effetto Compton


Teoria dello
scattering
Acceleratore di particelle
Scattering Rutherford
Effetto Compton
Annichilazione e- e+
Produzione di coppia
Teoria dei propagatori
Matrice S
Regole di Feynman
Diagrammi di Feynman
Sezione d'urto
Fisica
Portale Fisica
Glossario Fisico
Calendario degli eventi
Progetto Fisica
L'effetto Compton descrive l'urto elastico di un fotone su un elettrone. Il fenomeno osservato per la prima volta da Arthur Compton nel 1922, divenne ben presto uno dei capisaldi per la descrizione quantistica della luce.

L'esperimento di Compton era abbastanza semplice: si manda un fascio di luce su un oggetto e quindi si osserva come questa viene diffusa. Il fisico statunitense osservò che i fotoni di alta energia (fra gli 0,5 ed i 3,5 MeV) che passavano all'interno del materiale subivano una perdita di energia, ovvero viravano verso il rosso.

Questo effetto può essere spiegato semplicemente se si pensa ai fotoni come a particelle che urtano elasticamente contro gli elettroni presenti negli atomi, cedendogli energia. Accettare questa spiegazione vuole però dire abbandonare la teoria ondulatoria della luce descritta dalle equazioni di Maxwell in favore di una teoria corpuscolare della luce che non dà conto degli effetti di interferenza (già ben noti all'epoca). La soluzione del paradosso è stata l'introduzione di una teoria quantistica della luce.

Dal punto di vista matematico, quindi, si devono impostare le equazioni di un urto tra un fotone, inteso come particella, ed un elettrone. Posti φ e ψ gli angoli rispettivamente di deviazione dalla direzione incidente iniziale del fotone e dell'elettrone finali e dette ν e ν' le frequenze iniziale e finale della luce, si imposta un sistema di equazioni che tenga conto delle conservazioni dell'energia e del momento:

dove v è la velocità dell'elettrone uscemte, h la costante di Planck, c la velocità della luce, m0 la massa a riposo dell'elettrone.

Alla fine si ottiene una variazione della lunghezza d'onda governata dalla legge:

Si ricordi infine che:

è detta lunghezza d'onda Compton;

E =

è l'energia del fotone incidente;

è la massa relativistica dell'elettrone.

Nota finale: è proprio grazie a questo effetto che ha avuto inizio il dibattito sulla dualità onda-particella.

  

GNU Fdl - it.Wikipedia.org




Google | 

Enciclopedia |  La Divina Commedia di Dante |  Mappa | : A |  B |  C |  D |  E |  F |  G |  H |  I |  J |  K |  L |  M |  N |  O |  P |  Q |  R |  S |  T |  U |  V |  W |  X |  Y |  Z |