Physikalisches Praktikum für Fortgeschrittene im Sommersemester 2000
Versuch 22
Comptoneffekt
Oliver Fischer
11. Juli 2000
Einleitung
Arthur Compton führte um 1920 Experimente zur Wellenlängenbestimmung gestreuter
Röntgenstrahlung durch und fand dabei im Spektrum der gestreuten Strahlung neben
der ursprünglichen eine zu größeren Wellenlängen verschobene Linie. Die Größe
der Verschiebung hängt dabei vom Streuwinkel ab.
Es war bekannt daß es sich bei Röntgenstrahlung um elektromagnetische Strahlung
mit sehr kurzer Wellenlänge handelt, und die von Compton zur Bestimmung der
Wellenlänge angewandte Methode der Bragg-Refexion bestätigte ja auch den
Wellencharakter der Röntgenstrahlen. Zur Erklärung der Verschiebung der
Wellenlänge gestreuter Röntgentrahlung jedoch war die Wellentheorie ungeeignet
und Compton erklärte dieses Phänomen indem er den Streuvorgang als elastische
Stöße von Teilchen der Ruhemasse 0 mit freien Elektronen interpretierte. Dadurch
konnte er aus der relativistischen Beziehung zwischen Energie und Impuls (1) und
der Erhaltung dieser Größen (2,4) die nach ihm benannte Formel (6) herleiten,
die die Abhängigkeit der Wellenlängenverschiebung vom Streuwinkel beschreibt.
Dies stellt nach der Erkenntnis daß bei der Wechselwirkung elektromagnetischer
Strahlung mit Materie Emission und Absorption in Einheiten von diskreten
Energiequanten E=hv erfolgt, wodurch der photoelektrische Effekt und die
Strahlung des Schwarzen Körpers erklärt werden konnten, einen bedeutenden
Schritt in der Entwicklung des Konzepts des Photons als Teilchen der
elektromagnetischen Strahlung dar.
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Häufig gestellte Fragen
Was ist der Inhalt dieses Dokuments "Physikalisches Praktikum für Fortgeschrittene im Sommersemester 2000 - Versuch 22: Comptoneffekt"?
Dieses Dokument ist eine Einleitung zum Compton-Effekt, einem physikalischen Phänomen, das von Arthur Compton um 1920 entdeckt wurde. Es beschreibt Comptons Experimente mit Röntgenstrahlung und die Beobachtung einer Wellenlängenverschiebung im Spektrum der gestreuten Strahlung. Die Einleitung erklärt, dass die Wellentheorie zur Erklärung dieser Verschiebung ungeeignet war und Compton den Effekt als elastische Stöße von Teilchen (mit Ruhemasse 0) mit freien Elektronen interpretierte. Dadurch konnte er die nach ihm benannte Formel herleiten, die die Abhängigkeit der Wellenlängenverschiebung vom Streuwinkel beschreibt. Es wird betont, dass dies ein wichtiger Schritt in der Entwicklung des Konzepts des Photons als Teilchen der elektromagnetischen Strahlung war.
Wer hat dieses Dokument erstellt?
Oliver Fischer hat dieses Dokument am 11. Juli 2000 erstellt.
Was ist der Compton-Effekt?
Der Compton-Effekt ist die Änderung der Wellenlänge von Röntgenstrahlung oder anderer elektromagnetischer Strahlung, wenn sie gestreut wird. Die Wellenlängenverschiebung hängt vom Streuwinkel ab. Es war ein wichtiger Beweis für den Teilchencharakter des Lichts (Photonen).
Warum ist der Compton-Effekt wichtig?
Der Compton-Effekt ist wichtig, weil er einen weiteren Beweis für die Dualität von Licht als Welle und Teilchen liefert. Er trug zur Entwicklung des Konzepts des Photons bei und ist ein wichtiger Aspekt der Quantenmechanik.
Was ist die Compton-Formel?
Die Compton-Formel beschreibt die Abhängigkeit der Wellenlängenverschiebung (Δλ) vom Streuwinkel (θ): Δλ = λ' - λ = (h / mec) (1 - cos θ), wobei h das Plancksche Wirkungsquantum, me die Ruhemasse des Elektrons und c die Lichtgeschwindigkeit ist.
Wo finde ich weitere Informationen zum Compton-Effekt?
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- Oliver Fischer (Autor), 2000, Comptoneffekt, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/100084
