भौतिकी में कॉम्पटन प्रभाव या कॉम्पटन स्कैटरिंग

कॉम्पटन प्रभाव (जिसे कॉम्पटन स्कैटरिंग भी कहा जाता है) एक उच्च ऊर्जा का परिणाम है फोटोन लक्ष्य से टकराना, जो शिथिल बाध्यता को छोड़ता है इलेक्ट्रॉनों परमाणु या अणु के बाहरी आवरण से। बिखरी हुई विकिरण एक तरंग दैर्ध्य पारी का अनुभव करती है जिसे शास्त्रीय तरंग सिद्धांत के संदर्भ में समझाया नहीं जा सकता है, इस प्रकार समर्थन को उधार देना है आइंस्टीन के फोटॉन सिद्धांत। संभवतः प्रभाव का सबसे महत्वपूर्ण निहितार्थ यह है कि यह दिखाया गया है कि तरंग घटना के अनुसार प्रकाश को पूरी तरह से समझाया नहीं जा सकता है। कॉम्पटन प्रकीर्णन एक आवेशित कण द्वारा प्रकाश के एक प्रकार के इनैलास्टिक प्रकीर्णन का एक उदाहरण है। नाभिकीय प्रकीर्णन भी होता है, हालांकि कॉम्पटन प्रभाव आमतौर पर इलेक्ट्रॉनों के साथ बातचीत को संदर्भित करता है।

प्रभाव पहली बार 1923 में आर्थर होली कॉम्पटन द्वारा प्रदर्शित किया गया था (जिसके लिए उन्हें 1927 मिला था नोबेल पुरुस्कार भौतिकी में)। कॉम्पटन के स्नातक छात्र, वाई.एच. वू, बाद में प्रभाव का सत्यापन किया।

बिखरने का प्रदर्शन आरेख में चित्रित किया गया है। एक उच्च-ऊर्जा फोटॉन (आमतौर पर एक्स-रे या

इ = hc / लैम्ब्डा

पी = इ / सी

फोटॉन लगभग मुक्त इलेक्ट्रॉनों में से एक के रूप में अपनी ऊर्जा का हिस्सा देता है गतिज ऊर्जा, जैसा कि एक कण टक्कर में अपेक्षित था। हम जानते हैं कि कुल ऊर्जा और रैखिक गति को संरक्षित किया जाना चाहिए। फोटॉन और इलेक्ट्रॉन के लिए इन ऊर्जा और गति संबंधों का विश्लेषण करते हुए, आप तीन समीकरणों के साथ समाप्त होते हैं:

• ऊर्जा
• एक्स-समय गति
• y-समय गति

... चार चर में:

• फ़ाईइलेक्ट्रॉन का प्रकीर्णन कोण
• थीटाफोटॉन का प्रकीर्णन कोण
• इ_इइलेक्ट्रॉन की अंतिम ऊर्जा
• इ', फोटोन की अंतिम ऊर्जा

यदि हम केवल फोटॉन की ऊर्जा और दिशा के बारे में परवाह करते हैं, तो इलेक्ट्रॉन चर को स्थिरांक माना जा सकता है, जिसका अर्थ है कि समीकरणों की प्रणाली को हल करना संभव है। इन समीकरणों को जोड़कर और चरों को खत्म करने के लिए कुछ बीजीय तरकीबों का उपयोग करके, कॉम्पटन पहुंचे निम्नलिखित समीकरण (जो स्पष्ट रूप से संबंधित हैं, क्योंकि ऊर्जा और तरंग दैर्ध्य से संबंधित हैं फोटॉनों):

1 / इ' - 1 / इ = 1/( म_इसी²) * (1 - cos थीटा)

लैम्ब्डा' - लैम्ब्डा = ज/(म_इसी) * (1 - cos थीटा)

महत्व ज/(म_इसी) को कहा जाता है इलेक्ट्रॉन के कॉम्पटन तरंग दैर्ध्य और इसका मान 0.002426 एनएम (या 2.426 x 10) है^-12 म)। यह निश्चित रूप से, एक वास्तविक तरंग दैर्ध्य नहीं है, लेकिन वास्तव में तरंगदैर्ध्य पारी के लिए एक आनुपातिकता स्थिर है।

यह विश्लेषण और व्युत्पत्ति एक कण परिप्रेक्ष्य पर आधारित है और परिणाम का परीक्षण करना आसान है। समीकरण को देखते हुए, यह स्पष्ट हो जाता है कि पूरी पारी को उस कोण के संदर्भ में पूरी तरह से मापा जा सकता है जिस पर फोटॉन बिखरा हुआ है। समीकरण के दाईं ओर सब कुछ एक स्थिर है। प्रयोगों से पता चलता है कि यह मामला है, प्रकाश की फोटॉन व्याख्या की बहुत सहायता देता है।

द्वारा संपादित ऐनी मैरी हेल्मेनस्टाइन, पीएचडी।