COMPTON Ů V JEV aneb O důkazu Einsteinovy teorie fotoelektrického jevu

1. COMPTONŮV JEV aneb O důkazu Einsteinovy teorie fotoelektrického jevu PaedDr. Jozef Beňuška jbenuska@nextra.sk

2. Důkaz Einsteinovy hypotézy o existenci fotonů pomocí rozptylu rentgenového záření na elektronech (r. 1923).

3. Nobelova cena r. 1923 Arthur Compton (1892-1962), americký fyzik

4. Schéma experimentálního zařízení Pb K C IK R R – zdroj rentgenového záření C – grafit nebo jiná rozptylující látka Pb – olověné kryty K – krystal rentgenového spektrometru IK – ionizační komůrka

5. Schéma experimentálního zařízení Pb m K C rozptýlené záření l dopadající záření na uhlíkový terčík IK R Na uhlíkový terčík dopadá rentgenové záření s vlnovou délkou l=0,07 nm. Záření se na uhlíkovém terčíku rozptyluje (mění směr). m – rozptylový úhel

6. Pb m K C rozptýlené záření l dopadající záření na uhlíkový terčík IK R Schéma experimentálního zařízení l Záření s frekvencí f by mělo rozkmitat elektrony v atomech a ty by měly vysílat záření s toutéž frekvencí. Z hlediska klasické fyziky se při rozptylu záření jeho frek- vence a vlnová délka nemění.

7. Pb m K C rozptýlené záření l dopadající záření na uhlíkový terčík IK R Schéma experimentálního zařízení l/ >l l l/ Compton v rozptýleném záření našel záření s vlnovou délkou l, ale také záření s větší vlnovou délkou l/. ???

8. Vysvětlení změny vlnové délky Interakce foton – elektron před srážkou po srážce elektron foton ~ ~ - - Díváme-li se na foton jako na částici, potom rozptyl fo- tonu na elektronu můžeme chápat jako srážku fotonu s elektronem v obalu atomu uhlíku.

9. Vysvětlení změny vlnové délky Interakce foton – elektron před srážkou po srážce elektron foton ~ ~ - - Energie částic před a po srážce: Pro srážku platí zákon zachování energie Foton při srážce odevzdá část energie elektronu.

10. Vysvětlení změny vlnové délky Interakce foton - elektron před srážkou po srážce elektron foton ~ ~ - - Foton po srážce má menší frekvenci a větší vlnovou délku než foton před srážkou.

11. Pb m K C rozptýlené záření l dopadající záření na uhlíkový terčík IK R Schéma experimentálního zařízení l/ >l l l/ Compton v rozptýleném záření našel záření s vlnovou délkou l, ale také záření s větší vlnovou délkou l/. ???

12. Rentgenové záření s vlnovou délkou l se rozptyluje na elektronech uhlíku a potom se měří jeho vlnová délka l/. Při měření vlnové délky se využívá interference záření, tedy vlnová vlastnost. Rozptyl záření ale popisujeme částicově – jako srážku fotonu s elektronem. V experimentu se projevují vlnové i částicové vlastnosti záření. Foton je objekt mikrosvěta, který má jak částicové, tak vlnové vlastnosti, ale není ani vlnou, ani částicí.