اینرسی و توجیه اثر کامپتون

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
MRT

نام: محمدرضا طباطبایی

محل اقامت: تبریز

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۸۶/۴/۲۱ - ۱۸:۱۷


پست: 2416

سپاس: 95

جنسیت:

تماس:

اینرسی و توجیه اثر کامپتون

پست توسط MRT »

اینرسی و توجیه اثر کامپتون



اثر کامپتون یا پراکندگی کامپتون، یک پدیده در فیزیک است. در پدیده کامپتون پرتو ایکس در اثر اندرکنش با ماده انرژی خود را ازدست‌داده و ازاین‌رو طول‌موجش افزایش می‌یابد. به‌عبارت‌دیگر، پراکندگی کامپتون، پراکندگی ناکشسان یک فوتون توسط یک‌ذره باردار و معمولاً الکترون است و باعث کاهش انرژی (افزایش طول‌موج) فوتون (که ممکن است یک پرتو ایکس یا پرتوگاما باشد) می‌شود که به اثر کامپتون مشهور است. بخشی از انرژی فوتون به الکترون پس زده‌شده منتقل می‌شود. پراکندگی معکوس کامپتون نیز وجود دارد که در آن ذره باردار بخشی از انرژی‌اش را به یک فوتون می‌دهد.

تصویر

تصویر

یک فوتون با طول‌موج λ با یک ماده (مانند الکترون) برخورد کرده و فوتون جدیدی با طول‌موج 'λ می‌سازد که با زاویه θ تغییر جهت داده است. ماده نیز در جهت ضربه حرکت کرده است.

معادله پراش کامپتون به‌صورت زیر است

تصویر

که در آن:

λ طول‌موج فوتون قبل از پراش (کوچکتر)

'λ طول‌موج فوتون بعد از پراش (بزرگتر)

me جرم الکترون

θ زاویه تغییر جهت حرکت فوتون

h ثابت پلانک

و c سرعت نور است.

اثر کامپتون را می‌توان به‌صورت برخورد فوتون - الکترون دانست که در آن انرژی و تکانه کل ثابت‌اند.

تصویر

که زاویه انحراف فوتون همان زاویه اینرسی است؛ یعنی فوتون با تصادم با الکترون مقداری از انرژی خود را از دست می هد و اینرسی آن دچار تغییر می‌شود؛ ولی چون سرعت نور همواره ثابت است و این تغییر اینرسی، نمی‌تواند در آن تغییر سرعتی ایجاد کند، در نتیجه در مسیر یا زاویه حرکت و تابش فوتون تغییر ایجاد می‌کند. به طور مثال:

تصویر


همان‌طور که قبلاً گفتیم زاویه اینرسی اشعه ایکس و گاما ۴۵ درجه است:

تصویر

در مثال فرضی فوق با تصادم فوتون با الکترون، مقداری از انرژی فوتون کاسته شده و به الکترون منتقل می‌شود. درنتیجه می‌بایست که زاویه اینرسی به 28.5=16.5-45 درجه و سرعت به 47 درصد سرعت نور کاهش یابد. ولی چون مقدار سرعت نور و مقدار زاویه اینرسی آن همواره ثابت است، در نتیجه کاهش انرژی در افزایش طول‌موج و کاهش زاویه اینرسی در تغییر مسیر تابش فوتون اعمال می‌شوند. اینک یک مثال عملی را حل می‌کنیم:

تصویر


با دانستن طول‌موج‌ها زاویه پراش تتا به دست می‌آید. با دانستن دو تکانه، سرعت الکترون به دست می‌آید. فی هم زاویه انحراف الکترون است. که تابع کلی تغییر اینرسی یا تغییر زاویه تابش فوتون در کنش با الکترون از قرار زیر است:

تصویر

اما توجیه دوم:

تصویر


معادله کامپتون بیان می‌کند که تغییرات دامنه نوسان فوتون یا معکوس عدد موجی، با مقدار 1-cos(ϴ) متناسب است و ضریب این تناسب دامنه منحنی اینرسی ذره یا الکترون است.

نگرش دیفرانسیل:
تصویر

تعبیر هندسی معادله کامپتون:

تصویر

تصویر

کامپتون اصالتاً یک بیلیارد باز بود و نگرش و تجربیات خود در میز بیلیارد را به فیزیک کوانتوم منتقل کرده است که درست نیست.

محمدرضا طباطبايی ۱۴۰۲/۰۱/۰۸
با توجه به ماده 8 قوانین تالار گفتمان شبكه فیزیك هوپا :

ارايه انديشه‌هاي نو در فيزيك و متافيزيك ، رياضيات مختص فيزيك ، حساب و هندسه دوجيني در وب سايت شخصي :

https://ki2100.com

تصویر

تصویر

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3282

سپاس: 5494

جنسیت:

تماس:

Re: اینرسی و توجیه اثر کامپتون

پست توسط rohamavation »

من از کوانتوم چیزی نمیدونم اما میشه با مکانیک کلاسیک توضیح داد
اینرسی (Inertia): اینرسی به خاصیت یک جسمه که مانع تغییر حالت حرکتی خود میشه. یعنی هر جسمی میخواد تا حالت حرکتی خودشو (که ممکنه سرعت یا جهت حرکت باشه) را تغییر بده به نیروی خارجی نیاز داره. اینرسی معمولاً با جرم جسم مرتبطه. اینرسی خطی یک جسم با افزایش جرم افزایش میاد.
بقای تکانه خطی Linear Momentum Conservation میگه که تکانه (محصول جرم و سرعت) یک سیستم بسته در طول یک تعامل نیروها ثابته مگر اینکه نیروهای خارجی وارد بشن. ببین مجموع تکانه‌های اولیه و نهایی یک سیستم بسته برابره
بقای تکانه خطی به قانون عمل و واکنش نیوتن قانون سومش برمی‌گرده. اگر یک جسم نیرویی به یک جسم دیگر اعمال کنه جسم دوم نیز نیروی معکوس و برابری به جسم اول اعمال میکنه. این تبادل نیروها باعث بقای تکانه خطی سیستم بسته میشه.
اگر دو اجسام به هم بخورند تعاملشون بدون نیروی خارجی مجموع تکانه آنها قبل و بعد از تعامل برابرند. این اصل برای هر تعداد اجسام در سیستم بسته اعمال میشه
رابطه میان اثر کامپتون و اینرسی (یا اینرژی حرکتی) مرتبط با تغییر اینرژی فوتون در جریان پراکندگی با ذرات بارداره به خصوص الکترونه.
۱. انرژی فوتون:
انرژی فوتون تابع فرکانس نوره
۲. اثر کامپتون:
اثر کامپتون به تغییر انرژی و جهت فوتون پس از برخورد با ذرات باردار (معمولاً الکترون) اشاره داره.
رابطه میان اثر کامپتون و اینرسی:
رابطه میان این دو پدیده با قانون انرژی مرتبطه. انرژی کل فوتون پس از اثر کامپتون برابر با انرژی اولیه منهای انرژی انتقال یافته به الکترونه
این تغییر انرژی و جهت پراکندگی به زاویه اولیه و نهایی فوتون بستگی داره مانند برخوردها و بقای اندازه حرکته که به نتیجه اثر کامپتون منتهی میشه
در کلش رابطهٔ میان این دو پدیده به طور مستقیم با مفهوم انرژی و پراکندگی در حضور ذرات باردار مرتبطه.
از نظر اینرسی می‌توان اینگونه تفسیرش کرد زمانی که یک فوتون با انرژی مشخصی برخورد میکنه انرژی خود را به الکترون منتقل میکنه. در نتیجه اینرسی (یا انرژی حرکتی) فوتون
رابطه با اینرسی:
از نظر انرژی اثر کامپتون باعث کاهش انرژی فوتون میشه و الکترون به عنوان یک ذرهٔ حامل انرژی جذب شده ظاهر میشه این تغییر انرژی مستقیماً مرتبط با مفهوم اینرسی یا اینرژی حرکتی ذراته.
تصویر

نمایه کاربر
MRT

نام: محمدرضا طباطبایی

محل اقامت: تبریز

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۸۶/۴/۲۱ - ۱۸:۱۷


پست: 2416

سپاس: 95

جنسیت:

تماس:

Re: اینرسی و توجیه اثر کامپتون

پست توسط MRT »

انرژی یک مفهوم فیزیکی نیست؛ بلکه یک تعریف ریاضی - فیزیکی است یعنی E=F*d و... ولی اینرسی یک مفهوم فیزیکی است و تا به امروز هیچ معادله‌ای نداشت. ما سعی کردیم برای آن معادله تعریف کنیم. ولی در فیزیک کلاسیک نمی‌شود و اگر می‌شد نیوتن وضع می‌کرد. تعریف رابطه آن فقط در فیزیک کوانتوم ممکن است. فیزیک کوانتوم هم چیز سختی نیست. تعاریف جدیدی برای خودش دارد. مکانیک کوانتوم راحت است کوانتوم محض یک چالش است.

اینرسی در کل یک زاویه است.
با توجه به ماده 8 قوانین تالار گفتمان شبكه فیزیك هوپا :

ارايه انديشه‌هاي نو در فيزيك و متافيزيك ، رياضيات مختص فيزيك ، حساب و هندسه دوجيني در وب سايت شخصي :

https://ki2100.com

تصویر

تصویر

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: 100 مایلی شمال لندن جاده آیلستون، لستر، لسترشر. LE2

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 3282

سپاس: 5494

جنسیت:

تماس:

Re: اینرسی و توجیه اثر کامپتون

پست توسط rohamavation »

اره انرژی یک مفهوم فیزیکیه که به قابلیت یک سیستم یا جسم برای انجام کار یا ایجاد تغییر در محیط اطراف اشاره میکنه قانون بقای انرژی یکی از اصول مهم ترمودینامیکه واصل بقای انرژی بیان میکنه که در یک سیستم بسته مقدار کل انرژی انرژی کینتیک و پتانسیل ثابته.انرژینه از بین میره نه ایجادفقط از یک شکل به شکل دیگر تبدیل میشه ترمودینامیک قانون بقای انرژی یکی از اصول اساسی.بله اینرسی هم مفهوم فیزیکیه اینرسی به خاصیت یک جسم یا سیستمه که مانع از تغییر حالت حرکتی اون میشه. اینرسی نشان دهنده میزان مقاومت یک جسم در برابر تغییر حالت حرکتی یا سرعته. اینرسی را به دو صورت مختلف در نظر بگیر اینرسی خطی و اینرسی زاویه‌ای. اینرسی خطی به مقاومت یک جسم در برابر تغییر حالت حرکتی و سرعت در خط مستقیم اشاره میکنه
اینرسی زاویه‌ای یا مومنت اینرسی هم میگه مقاومت یک جسم در برابر تغییر حالت چرخشی و زاویه‌ای اونه مومنت اینرسی برابر با حاصل ضرب مقدار گشتاور (نیروی چرخشی) در مدار جسمه. ببین هر چقدر که جسمی بزرگتر باشه یا سرعت چرخش آن بیشتر باشه مومنت اینرسی بیشتری داره و سخت‌تر به چرخش می‌پیونده
اینرسی خطی یا همون اینرسی جرمی، میزان مقاومت یک جسم به تغییر سرعت خطی یا نیروی خطیه. این اینرسی مستقیماً با جرم جسم و توزیع آن در فضا مرتبطه. این خاصیت نشان‌دهنده توانایی یک جسم برای حفظ حالت حرکت خطی خودشه$I = \Sigma { m _ i r _ i ^ ۲ }$
اینرسی زاویه‌ای یا مهمون اینرسی گشتاوری میزان مقاومت یک جسم به تغییر سرعت زاویه‌ای یا گشتاوره. این خاصیت با اینرسی زاویه‌ای جسم مرتبطه و نشان‌دهنده توانایی یک جسم برای حفظ حالت چرخشی خودشه این اینرسی با توجه به توزیع جرم در اطراف محور چرخش محاسبه میشه اینرسی دورانی جسمی را حول محور O که به فاصله d از محور C قرار گرفتهمحاسبه کنم. در این حالت رابطه زیر، بین این دو لختی دورانی برقراره است.$I = I _ c + M h ^ ۲$ اینم بگمت رابطه گشتاور و اینرسی $τ=I⋅α$
گشتاور نیروییه که به عنوان تلاشی برای چرخاندن یک جسم در مورد یک محور چرخشه امااینرسی مقاومت یک جسم به تغییر حالت حرکت یا چرخش خودشه
ببین
قوانین بقا در فیزیک conservation lawمجموعه‌ای از اصوله که حفظ یا تغییری نکردن برخی خصوصیات فیزیکی در طی زمان را میگن.
قانون بقای انرژی:نه میتونی ایجاد کنی نه از بین ببری
قانون بقای جرم:این قانون که در هر فرایند تبدیل یا تغییر در یک سیستم بسته جرم حفظ میشه. یعنی جرم نمیتونه از بین بره یا افزایش یابه.
قانون بقای جهت:
قانون بقای جهت میگه که اگر یک سیستم بسته به هر دلیلی تغییری نکنه جهت (زاویه و سمت) آن نیز نگه داشته میشه.
مفهوم بقای اینرسی به عنوان یک اصل در فیزیک وابسته به حفظ مقاومت یک جسم به تغییر حالت حرکت یا چرخش خودشه. این اصل بیان میکنه که اینرسی یک جسم در طول یک فرآیند حفظ میشه یا تغییر نمیکنه مگر اینکه بهش نیروی خارجی عمل کنه
بقای اینرسی در دو شکل اصلی ظاهر میشه
بقای اینرسی خطی وبقای اینرسی زاویه‌ای
بقای بار الکتریکی
تصویر

نمایه کاربر
MRT

نام: محمدرضا طباطبایی

محل اقامت: تبریز

عضویت : پنج‌شنبه ۱۳۸۶/۴/۲۱ - ۱۸:۱۷


پست: 2416

سپاس: 95

جنسیت:

تماس:

Re: اینرسی و توجیه اثر کامپتون

پست توسط MRT »

رابطه کامپتون هم یک معادله است و نه یک تابع. برای اینکه هر دو مؤلفه زاویه تتا و تغییر طول‌موج را که در آزمایشگاه مشاهده می‌شود را به یکدیگر مربوط می‌کند و هر نوع ماده با ساختار کریستالی غیر آمورف برای خود یک یا چند زاویه پراش و تغییر طول‌موج دارد. یعنی تغییر زاویه و طول‌موج تابعی از خود ماده یا کریستال است.

تصویر

خیلی ساده گفته باشیم تغییر طول‌موج فوتون تقسیم بر دو پی مساوی تفاضل دامنه منحنی اینرسی الکترون در سرعت نور منهای همان دامنه ضرب در کسینوس زاویه انحراف فوتون است.
با توجه به ماده 8 قوانین تالار گفتمان شبكه فیزیك هوپا :

ارايه انديشه‌هاي نو در فيزيك و متافيزيك ، رياضيات مختص فيزيك ، حساب و هندسه دوجيني در وب سايت شخصي :

https://ki2100.com

تصویر

تصویر

ارسال پست