آخـــر الـــمـــشـــاركــــات

امتحان كيمياء نهائي للصف التاسع الفصل الثاني » الكاتب: تمارا احمد » آخر مشاركة: روان حسام امتحانات حاسوب نهائية للصف الثامن أساسي فصل 2 » الكاتب: تمارا احمد » آخر مشاركة: امين احمد أسئلة امتحان نهائي حاسوب صف ثامن فصل ثاني » الكاتب: منى زهران » آخر مشاركة: امين احمد شرح وتحليل درس السلط حاضرة البلقاء/مهارات اتصال صف عاشر » الكاتب: منى زهران » آخر مشاركة: الاء علي اختبار لغة عربية للصف الرابع الأساسي نهاية الفصل الثاني » الكاتب: Eiman » آخر مشاركة: اردنية بعز بلادها امتحانات لغة انجليزية نهائية للصف الثاني أساسي فصل 2 » الكاتب: تمارا احمد » آخر مشاركة: جرناس امتحان حاسوب نهائي صف ثامن فصل ثاني 1 » الكاتب: اسراء » آخر مشاركة: امين احمد اختبار نهاية ف2 - لغة انجليزية للصف الثاني الأساسي » الكاتب: تمارا احمد » آخر مشاركة: جرناس اختبارات لغة انجليزية للفصل 2 للصف الثاني الابتدائي نهاية العام » الكاتب: تمارا احمد » آخر مشاركة: جرناس شرح درس الجامعة الاردنية للصف التاسع » الكاتب: yara » آخر مشاركة: yara
النتائج 1 إلى 3 من 3

الموضوع: ظاهرة كمبتون The Compton Effect

  1. #1
    مشرفة الاقسام الاكاديمية الصورة الرمزية تمارا احمد
    تاريخ التسجيل
    Jul 2011
    الدولة
    الاردن - ماركا
    المشاركات
    10,086

    افتراضي ظاهرة كمبتون The Compton Effect

    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 هما l و l' بالرغم من أن الشعاع الساقط يحتوي على طول موجي وحيد l.

    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:









    [CENTER]
    [center]
    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


    بالتعويض عن E2ل بالمعادلة
    بتربيع طرفي المعادلة نحصل على








    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 التشتت q. تعتمد قيمة Dl على كتلة mo السكون للجسم (الإلكترون) وثابت بلانك وسرعة الضوء وزاوية التشتت q.

    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








  2. #2
    عضو ذهبي الصورة الرمزية تسنيم
    تاريخ التسجيل
    Jul 2011
    المشاركات
    670

    افتراضي رد: ظاهرة كمبتون The Compton Effect

    شكرا تمارا
    جزاكم الله خيرا

    عضو في أكاديمية ماركا التعليمية


  3. #3
    عضو مميز الصورة الرمزية قمر بلحاج
    تاريخ التسجيل
    Jul 2012
    المشاركات
    5,242

    افتراضي رد: ظاهرة كمبتون The Compton Effect

    بارك الله بكم
    مشكورين

    عضو في أكاديمية ماركا التعليمية


معلومات الموضوع

الأعضاء الذين يشاهدون هذا الموضوع

الذين يشاهدون الموضوع الآن: 1 (0 من الأعضاء و 1 زائر)

المواضيع المتشابهه

  1. Effect of Heat on Crystals
    بواسطة تمارا احمد في المنتدى science fair section
    مشاركات: 10
    آخر مشاركة: 20-12-2013, 03:25 PM
  2. The Photoelectric Effect
    بواسطة علي سواقد في المنتدى قسم الفيزياء .. Physics
    مشاركات: 2
    آخر مشاركة: 23-03-2013, 10:38 PM
  3. How does the Greenhouse Effect happen
    بواسطة تمارا احمد في المنتدى .General chem
    مشاركات: 2
    آخر مشاركة: 08-11-2012, 04:16 PM
  4. Effect of heat on Chemicals
    بواسطة تمارا احمد في المنتدى science fair section
    مشاركات: 5
    آخر مشاركة: 16-08-2012, 02:01 AM
  5. Effect of heat on Solubility
    بواسطة تمارا احمد في المنتدى science fair section
    مشاركات: 2
    آخر مشاركة: 16-08-2012, 01:59 AM

المفضلات

ضوابط المشاركة

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