Catálogo general eXperimentos de FísiCa

FísICA DE rAyOs x
P6.3.7
Efecto Compton: Medición de la energía de los fotónes dispersados en función del ángulo de dispersión (P6.3.7.2)
No de Cat. Artículo
554 800 Unidad básica para rayos X 1 1
554 861 Tubo de rayos X, Mo 1 1
554 831 Gonimetro 1 1
559 01 Tubo contador para rayos a, b, g y X 1
554 836 Accesorio Compton para rayos X 1
554 8371 Accesorio Compton II para rayos X 1
559 938 Detector de energía de rayos X 1
524 013 Sensor-CASSY 2 1
524 058 Unidad MCA 1
524 220 CASSY Lab 2 1
501 02 Cable BNC, 1 m 1
Adicionalmente se requiere:
PC con Windows XP/Vista/7
Variación de energía de los rayos X dispersados en diferentes ángulos (P6.3.7.2)
232 ExpErIMEnTOs DE FísICA
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P6.3.7.1
P6.3.7.2
1
FísICA ATóMICA y nuCLEAr
En tiempos (década del 1920) cuando la naturaleza de la luz como
partícula (fotón) -sugerida por el efecto fotoeléctrico- era aun tema
de debate, el experimento de Compton en 1923, que consiste en la
dispersión de rayos X en electrones débilmente ligados, constituyó
otra evidencia del comportamiento de los rayos X como partículas.
Arthur Holly Compton investigó la dispersión de rayos X que atravesaban
la materia. Considerando la física clásica, la frecuencia de
radiación no debe ser alterada por el proceso de dispersión. Sin
embargo, A.H. Compton observo un cambio de frecuencia en rayos
X dispersos. El interpretó este fenómeno en base al modelo de
partícula, es decir, como una colisión de un fotón de rayos X y un
electrón del material donde se lleva a cabo la dispersión. Asumiendo
la conservación total de impulso y energía, una cantidad de energía
es transferida del fotón al electrón, de manera que la energía del
fotón dispersado depende del ángulo de dispersión J.
El experimento P6.3.7.1 verifica la variación de longitud de onda
(Compton shift) usando un contador de ventana. La variación de longitud
de onda debido al proceso de dispersión se visualiza como
un cambio de la atenuación de un material absorbente, el cual es
colocado ya sea delante o detrás del cuerpo dispersado.
El objetivo del experimento P6.3.7.2 es registrar directamente el espectro
energético de los rayos X dispersos en función al ángulo de
dispersión J, usando el detector de energía de rayos X. La energía
E(J) de los fotones dispersados en diferentes ángulos J, es determinada
y comparada con la energía calculada a partir de las leyes de
conservación de energía e impulso, usando la expresión relativística
para la energía
E0
E ( ϑ)
=
E0
1+ ⋅ ( 1− cosϑ
2 )
m ⋅ c
E : energía del protón antes de la colisión
0
m:
masa del electrón en reposo
c : velocidad de la luz
Efecto Compton en rayos X
P6.3.7.1
Efecto Compton: Verificación de la pérdida
de energía de los cuantos de rayos X
dispersados
P6.3.7.2
Efecto Compton: Medición de la energía
de los fotónes dispersados en función del
ángulo de dispersión