Compton Effect

소개글

실험 B1 - Compton Effect

목차

1. Objective & Background
2. Equipments
3. Experimental Procedure
4. Result of Experimental
5. Discussion
6. Reference

본문내용

1. Objective & Background
1) Objective
Cs-137에서 방출되는 662keV γ-ray를 사용, 다양한 angle에서 aluminum scatter에 의해 산란되는 γ quanta의 energy를 측정하여 Compton effect를 확인하는 것을 목적으로 한다.

2) Background
① Compton effect
전자에 의해 산란된 X선의 파장이 장파장 쪽으로 변화하는 현상. 전자기장의 양자인 광자(photon)가 진동수 ν(에너지는 ν에 플랑크상수 h를 곱한 값)로 정지해 있는 전자에 입사해, 각 θ만큼 벗어나 산란되어 진동수 ν’가 된 경우, 특수 상대성이론에 의한 에너지와 운동량보존법칙을 적용하면 ν’가 ν와 θ의 함수로서 주어지고 ν’는 ν보다 작다.
진동수와 파장의 곱이 광속 c인 관계에 의해 파장이 에서 로 증대하면 그 변화량은 2λesin2(θ/2)가 된다. 여기서 λe를 전자의 콤프턴 파장이라고 부르며, 전자의 질량을 me이라고 할 때 λe=h/mec=0.024Å이다. 또한, 이때 산란된 광자의 에너지는 다음과 같이 유도된다.

<중 략>

○ 실험을 통해서 우리는 분명히 플랑크의 양자가설을 분명 확인 할 수 있었다. 이는 실험간 사용한 공식 가 기본적으로 에너지의 불연속성()를 포함하고 있기 때문이고 실험간 위 식이 거의 맞아 떨어지는 것을 입증하였다. 그렇기 때문에 우리는 분명히 식과 실험을 통해서 에너지의 양자화(에너지의 불연속성)을 확인 할 수 있다.
○ 실험간 peak값을 제외하고도 좌측에 또 다른 peak값이 계속 측정이 되었는데 이에 대한 의문점이 생겼다. 여러 이유를 생각해 보았지만 자연상태에서의 radiation이 가장 타당한 이유인 것 같다. 실험을 시작하기 전 시료가 없이 자연 상태에서 들어오는 파장을 측정을 했을 때, 그 결과 는 아래와 같은 그래프이다.

이 결과 값을 보면 알겠지만 자연 상태에서 측정을 하였을 때 좌측에 peak값이 나오는 것을 알 수 있었다. 이는 실험간 측정 되었던 좌측의 추가적인 peak값이 자연상태에서 측정이 되는 즉, 실험에서 쏘는 radiation과는 무관한 peak값임을 의미한다. 그렇지만 이러한 사실들이 실험에 영향을 주지는 않았음을 또 알 수 있다.

참고 자료

없음