Physikalisches Praktikum für Fortgeschrittene im Sommersemester 2000
Versuch 22
Comptoneffekt
Oliver Fischer
11. Juli 2000
Einleitung
Arthur Compton führte um 1920 Experimente zur Wellenlängenbestimmung gestreuter
Röntgenstrahlung durch und fand dabei im Spektrum der gestreuten Strahlung neben
der ursprünglichen eine zu größeren Wellenlängen verschobene Linie. Die Größe
der Verschiebung hängt dabei vom Streuwinkel ab.
Es war bekannt daß es sich bei Röntgenstrahlung um elektromagnetische Strahlung
mit sehr kurzer Wellenlänge handelt, und die von Compton zur Bestimmung der
Wellenlänge angewandte Methode der Bragg-Refexion bestätigte ja auch den
Wellencharakter der Röntgenstrahlen. Zur Erklärung der Verschiebung der
Wellenlänge gestreuter Röntgentrahlung jedoch war die Wellentheorie ungeeignet
und Compton erklärte dieses Phänomen indem er den Streuvorgang als elastische
Stöße von Teilchen der Ruhemasse 0 mit freien Elektronen interpretierte. Dadurch
konnte er aus der relativistischen Beziehung zwischen Energie und Impuls (1) und
der Erhaltung dieser Größen (2,4) die nach ihm benannte Formel (6) herleiten,
die die Abhängigkeit der Wellenlängenverschiebung vom Streuwinkel beschreibt.
Dies stellt nach der Erkenntnis daß bei der Wechselwirkung elektromagnetischer
Strahlung mit Materie Emission und Absorption in Einheiten von diskreten
Energiequanten E=hv erfolgt, wodurch der photoelektrische Effekt und die
Strahlung des Schwarzen Körpers erklärt werden konnten, einen bedeutenden
Schritt in der Entwicklung des Konzepts des Photons als Teilchen der
elektromagnetischen Strahlung dar.
[...]
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- Citation du texte
- Oliver Fischer (Auteur), 2000, Comptoneffekt, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/100084
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