Effetto Compton

Introduzione: In che modo la radiazione elettromagnetica (luce) interagisce con la materia? Uno dei modi piu’ sorprendenti e’ proprio l’effetto Compton. Nell’effetto Compton un fotone (quanto di luce) urtando contro un elettrone lo fa rimbalzare. In pratica quando una radiazione elettromagnetica abbastanza energetica (ad esempio un fascio di raggi X) attraversa la materia, una parte di essa viene deviata in tutte le direzioni.La frequenza della radiazione deviata e’ molto piu’ piccola di quella del fascio entrante.Questo si spiega col fatto che i singoli fotoni urtando gli elettroni della materia li colpiscono perdendo essi stessi energia.
La cosa sorprendente deriva dal fatto che la luce e’ un’onda e quando l’effetto fu scoperto, non si riusciva a capire come un’onda potesse far rimbalzare una particella allo stesso modo di una palla di biliardo che ne colpisce un’altra.

Cose da fare: Guarda l’animazione. Nota come l’urto dello stesso fotone ogni volta produce effetti differenti.

Cosa succede: L’effetto Compton dimostra che la radiazione puo’ comportarsi esattamente come una particella.Questa particella di luce viene chiamata fotone. Nell’applet la maggiore o minore energia del fotone viene rappresentata in maniera schematica da un frammento di onda sinusoidale. Piu’ questa e’ compatta, maggiore e’ l’energia del fotone.Infatti l’energia del fotone e’ inversamente proporzionale alla sua lunghezza d’onda e direttamente proporzionale alla frequenza: E=. Nell’effetto Compton abbiamo a che fare con lunghezze d’onda tipiche dei raggi x e gamma. I raggi X penetrando nella materia, perdono energia attraverso 3 processi principali:

  1. effetto fotoelettrico-il quanto di luce allontana un elettrone dall’atomo
  2. effetto Compton – il fotone fa rimbalzare l’elettrone (che data l’energia del fotone e’ come se fosse libero dall’atomo) e si produce un fotone di energia piu’ bassa.
  3. produzione di coppie – il fotone passando nel campo d’azione del nucleo si materializza in una coppia elettrone-positrone.

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Il materiale ha come indirizzo http://www.student.nada.kth.se/~f93-jhu/phys_sim/compton/Compton.htm .

Il suo autore e’ Jan Humble.

Sorgente disponibile a questo indirizzo

Titolo in inglese: Compton effect

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