Эквивалентность эффекта Комптона и эффекта Доплера
Изучение экспериментов с обратной Комптоновской отдачей фотонов при рассеянии на свободных энергичных электронах. Преобразование видимых световых фотонов в фотоны лучей при лобовом столкновении элементарных частиц с высокоскоростными электронами.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.11.2018 |
| Размер файла | 23,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1
ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ ЭФФЕКТА КОМПТОНА И ЭФФЕКТА ДОПЛЕРА
Уоллес Кантор
Анализ экспериментов типа Айвса-Стилуэлла по формуле Доплера-Эйнштейна в предшествующей статье привёл к заключению, что экспериментальные выводы не являются окончательными, вопреки обычной уверенности в успешном подтверждении. Эксперименты по Комптоновскому эффекту не достаточно хорошо поняты как представители того же доплеровского эффекта. Нильсон и Ольсен 1,2 показали, что Комптоновский эффект при рассеянии рентгеновских лучей электронами предполагает их свободными (несвязанными) и неподвижными и может быть выражен в виде формулы Доплера-Эйнштейна.
Рис. 1. Диаграмма импульсов
Обратимся к Рис. 1, который позволит выразить закон сохранения энергии и импульса в форме:
k(l-е)=г-1
гв sinц=kе sinш
k-гв cosц=kе cosш
где k=hн/m0c2, е=н'/н, в=v/c, и г=l/(l-в2)1/2. Исключая ш из (1b,c) получим
е2=1-(2гв cosц/k)+ г2в2/k2.
Выражая k из (1а) в (2), придём к такому решению для е, из которого получается формула Эйнштейна-Доплера для частоты,
н'=нг(1-в cosц).
Это - другая форма обычного выражения для частоты из Комптоновской формулы, полученной путём исключения ц в (1b,c);
н-н'=(h/m0c2)(l-cosш)нн'.
Комптоновская формула обязана своей относительной простотой предположению-идеализации, по которому электрон является свободным (не связанным) и неподвижным. Эти условия фактически не выполнены в поставленных экспериментах, откуда следует, что надо внести некоторые изменения в Комптоновскую формулу или эквивалентную Доплеровскую формулу, дабы получить согласие с экспериментом. Изменения, которые учитывают энергию связи электрона и эффекты импульса, были получены как из теории относительности Эйнштейна, так и классически, и они страдают от многих ограничений в отношении энергии связи. Вейгель, Трейси и Генри 3 отмечают, что: "Таким образом, сравнение предсказания с экспериментом неудовлетворительно. Были бы полезны более детальные и точные эксперименты". фотон рассеяние энергичный электрон
Современные эксперименты 4,5 с обратной Комптоновской отдачей фотонов при рассеянии на свободных энергичных (5,5 Гэв) электронах также неудовлетворительны в качестве критерия выбора между формулой Эйнштейна-Доплера (3) и Комптоновской формулой (4), ведя к получению общих качественных результатов, а не к убедительным количественным данным. Основной процесс эксперимента по обратному Комптоновскому эффекту, преобразующему видимые световые фотоны в фотоны г-лучей при лобовом столкновении световых фотонов с высокоскоростными электронами, эквивалентен обычному Комптоновскому эффекту относительно электрона, рассматриваемого как неподвижный. Скорость электронов в этих экспериментах не измерена напрямую. Вместо этого скорость рассчитана на основе специальной теории относительности так, что имеется характерная порочно-круговая и неоднозначная логика в значении этих экспериментов как независимых критериев проверки специальной теории относительности.
По-видимому, почти неизвестно, что Комптоновский эффект был описан довольно точно Ч. В. Раманом 6 без обращения к специальной теории относительности. Помимо отсутствия экспериментального подтверждения формул Комптона-Эйнштейна, различные теоретические подходы опровергают удобную и "неотразимую" аргументацию, позволявшую рассматривать эти формулы как теоретически единственные.
Литература
1. A. Nielson and J. Olsen, Am. J. Phys., 34, 621 (1966).
2. J. Olsen, Danish A.E.C. Risц Report No. 82 (1964).
3. W. J. Veigele, P. T. Tracy, and E. M. Henry, Am. J. Phys., 34, 1118 (1966).
4. C.K. Sinclair, J.J. Murray, P. R. Klein, and M. Rabin, IEEE Trans. Nuclear Sci., 16, 1065 (1969).
5. J.R. Sauer, R.H. Milburn, C.K. Sinclair, and M. Fotino, IEEE Trans. Nuclear Sci., 16, 1069 (1969).
6. C. V. Raman, Indian J. Phys., 3, 357 (1928).
Аннотация
Комптоновское столкновение фотонов и электронов - это лишь иная форма доплеровского эффекта. Существующее экспериментальное подтверждение Комптоновского эффекта для связанных электронов не является окончательным, так же как и качественное экспериментальное подтверждение обратной Комптоновской отдачи фотонов от высокоэнергичных электронов.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Электромагнитное взаимодействие между заряжёнными частицами. Масса и импульс фотона, его отличие от элементарных частиц. Суть эффекта Комптона, сопровождающегося изменением частоты фотонов, часть энергии которых после рассеяния передается электронам.
реферат [230,9 K], добавлен 26.05.2013Концепция фотонов, предложенная А. Эйнштейном. Демонстрация эффекта Комптона на модели экспериментальной установке. Монохроматическое рентгеновское излучение. Объекты микромира и эффект Комптона. Биологическое действие рентгеновского излучения.
реферат [947,7 K], добавлен 16.03.2011Основные понятия, механизмы элементарных частиц, виды их физических взаимодействий (гравитационных, слабых, электромагнитных, ядерных). Частицы и античастицы. Классификация элементарных частиц: фотоны, лептоны, адроны (мезоны и барионы). Теория кварков.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 21.03.2014О неприменимости в рамках специальной теории относительности релятивистского члена и формулы сокращения Фиджеральда. Формула эффекта Доплера для акустических явлений, пояснения о физической длине. Рассмотрение опыта Майкельсона с учетом эффекта Доплера.
статья [2,1 M], добавлен 02.10.2010Анализ развития идей атомизма в истории науки. Роль элементарных частиц и физического вакуума в строении атома. Суть современной теории атомизма. Анализ квантовой модели атома. Введение понятия "молекула" Пьером Гассенди. Открытие эффекта Комптона.
контрольная работа [25,2 K], добавлен 15.01.2013Свет как основной источник информации об астрономических объектах и измерение. Знакомство с распространенными методами исследования точечных астрономических объектов. Рассмотрение основных параметров и конструктивных особенностей счетчиков фотонов.
курсовая работа [241,8 K], добавлен 13.04.2014Характеристика пьезоэлектрического эффекта. Изучение кристаллической структуры эффекта: модельное рассмотрение, деформации кристаллов. Физический механизм обратного пьезоэлектрического эффекта. Свойства пьезоэлектрических кристаллов. Применение эффекта.
курсовая работа [718,8 K], добавлен 09.12.2010Фотон как основная частица электромагнитного излучения, его свойства и схема движения. Характеристика спектров испускания. Взаимодействие фотонов электромагнитного излучения с веществом, поглощение света. Особенности человеческого цветовосприятия.
контрольная работа [740,3 K], добавлен 25.01.2011Структура изучения квантовой оптики в школе. Особенности методики. Изучение вопроса о световых квантах. Внешний фотоэффект. Эффект Комптона. Фотоны. Двойственность свойств света. Применение фотоэффекта. Роль и значение раздела "Квантовая оптика".
курсовая работа [61,0 K], добавлен 05.06.2008Анализ явлений аберрации света, эффекта Доплера и явления "деформации" наблюдаемых отрезков. Некорректное определение действительной скорости относительного движения инерциальных систем отсчета Эйнштейном. Анализ ошибок его "мысленных экспериментов".
статья [157,4 K], добавлен 18.11.2009Свойства всех элементарных частиц. Связь протонов и нейтронов в атомных ядрах. Классификация элементарных частиц. Величина разности масс нейтрона и протона. Гравитационные взаимодействия нейтронов. Экспериментальное значение времени жизни мюона.
реферат [24,3 K], добавлен 20.12.2011Фундаментальные физические взаимодействия. Гравитация. Электромагнетизм. Слабое взаимодействие. Проблема единства физики. Классификация элементарных частиц. Характеристики субатомных частиц. Лептоны. Адроны. Частицы - переносчики взаимодействий.
дипломная работа [29,1 K], добавлен 05.02.2003Изучение эффекта Унру с точки зрения электродинамики. Формула радиуса комптоновской волны. Возникновение электрических диполей в вакууме. Электродинамические свойства вакуума в ускоренных системах отсчета. Расчет частоты электромагнитного излучения Унру.
контрольная работа [196,9 K], добавлен 26.05.2015Понятие потенциометрического эффекта и его применение в технике. Эквивалентная схема потенциометрического устройства. Измерение физических величин на основе потенциометрического эффекта. Датчики, построенные на основании потенциометрического эффекта.
контрольная работа [674,6 K], добавлен 18.12.2010Исследование электронного пучка, рассеивающегося на мишень. Вычисление коэффициента ассиметрии, функции Шермана и дифференциального сечения при рассеянии релятивистских частиц на кулоновском потенциале. Эксперименты, подтверждающие теорию Мотта.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 23.07.2010Вычисление функции Шермана, коэффициента асимметрии при рассеянии релятивистских частиц на кулоновском потенциале. Сравнительные методы точного расчета по формулам, полученным Моттом и Вонгом. Экспериментальные значения, полученные Спиваком для золота.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 30.07.2011Общая характеристика и сущность пьезорезонансного эффекта. Пьезорезонансные датчики и сенсоры. Способ регистрации ионизирующих излучений. Определение аммиака в воздухе. Погрешности, ограничивающие точность измерений на основе данного физического эффекта.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 26.03.2012Результаты экспериментального исследования радиогеохимического эффекта. Описание и способы его регистрации. Примеры экспериментального обнаружения эффекта. Уравнение неразрывности. Закон Фика. Уравнение конвективной диффузии. Химический потенциал.
дипломная работа [820,6 K], добавлен 06.07.2008Основные характеристики и классификация элементарных частиц. Виды взаимодействий между ними: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное. Состав атомных ядер и свойства. Кварки и лептоны. Способы, регистрация и исследования элементарных частиц.
курсовая работа [65,7 K], добавлен 08.12.2010Понятие и общая характеристика фотоупругого эффекта и его применение для получения картины распределения напряжения. Основные методы измерения физических величин: параметров светового излучения, давления и ускорения с помощью фотоупругого эффекта.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 13.12.2010
