Compton Effect Experiment에 대해서

소개

Compton Effect Experiment에 대해서 목차에 따라 정리한 글입니다
a+를 받은 레포트이니 많은 도움이 될 것입니다

목차

I. 서론

II. 이론 및 DATA 예측

III. 실험 기기

IV. 실험 방법

V. 실험과정 및 설명

VI. Data 및 토론

VII. 참고 문헌

본문내용

I. 서론

-Compton effect-
전자에 의해 탄성 산란된 X선 및 에너지가 큰 전자기복사의 파장이 증가하는 현상.

이 효과는 복사 에너지가 물질에 흡수되는 주요한 방법이다. 콤프턴 효과는 물질뿐만 아니라 전자기복사의 파동-입자성을 설명하는 양자역학의 기본법칙 중 하나로 밝혀졌다. 1922년 미국의 물리학자인 아서 홀리 콤프턴은 그가 광자라고 명명한 X선이 전자기 에너지의 불연속적인 펄스인 양자로 이루어져 있다고 함으로써 파장의 증가를 설명할 수 있었다. 광자는 물질입자들처럼 에너지와 운동량을 지니고 있으며 파장·진동수와 같은 파동성을 지니고 있다. 광자 에너지는 그 진동수에 비례하며 파장에 반비례하기 때문에 낮은 에너지의 광자일수록 진동수는 낮아지고 파장은 길어진다. 콤프턴 효과에서 각 광자는 자유로이 움직이거나 물질의 원자에 아주 약하게 결합하고 있는 단일 전자와 충돌한다. 충돌하는 광자는 그 에너지와 운동량의 일부를 전자에 전달하며, 전자는 이를 받아 튕겨나간다. 충돌순간에 원래의 광자보다 적은 에너지와 운동량을 가진 새로운 광자가 생성되며 튕겨나간 전자는 잃어버린 에너지 양에 의존하는 각도로 산란된다. 에너지와 파장 간의 관계 때문에 산란되는 광자는 X선의 바뀐 방향의 각도에 따라 더욱 파장이 길어진다. 파장의 증가, 즉 콤프턴 이동은 입사광자의 파장에 관계하지 않는다.

II. 이론 및 DATA 예측
콤프턴 효과에서 광자는 에너지 E0 이며 충돌 후 일부가 전자에 전달된다.
자유 전자의 충돌에서 에너지와 운동량 보존의 법칙의 상대적 형태로 역학에서 두 물체의 충돌의 경우로 적용 된다. 산란 되어진 광자의 에너지에 대해 다음과 같은 식이 유도 된다.
E(θ) = E0 /[1+(E0/mc^2)*(1-cosθ)
(굵은 선은 광자의 운동, 점선은 전자의 운동을 나타낸다)

참고자료

· - Concepts of Modern Physics / Arthur Beiser / McGrawHill / 2003
· 물리학총론 D. Halliday 외 저, 김종오 역, 교학사