Effetto Compton

Principio

Quando i fotoni, ad es. Le radiazioni gamma entrano in collisione con gli elettroni di un materiale, trasferiscono parte della loro energia agli elettroni, provocando la dispersione dei fotoni ad angoli diversi. I fotoni dispersi hanno una lunghezza d’onda maggiore (energia inferiore) rispetto ai fotoni in arrivo. Questo cambiamento nella lunghezza d’onda, chiamato spostamento Compton, può essere determinato e dipende dall’angolo di diffusione. L’esperimento ha confermato che la luce si comporta come fotoni con energia quantizzata, supportando la teoria quantistica e fornendo prove della duplice natura della radiazione elettromagnetica.

Vantaggi

• Scopri l’essenza del Premio Nobel: Compton (1927)
• L’esperimento del Premio Nobel può essere eseguito dagli studenti entro alcune ore
• Seconda impressionante prova del dualismo onda-corpuscolo
• L’uso di un rilevatore gamma in combinazione con un alimentatore ad alta precisione garantisce risultati buoni e riproducibili

Attivita’ proposte

1. Calibrare l’impostazione di misurazione con l’aiuto di una sorgente di calibrazione Cs-137 (37 kBq) e una sorgente Na-22 (74 kBq).
2. Misurare l’energia dei picchi Cs-137 661,6 keV sparsi ad angoli diversi e calcolare la lunghezza d’onda Compton dalle letture effettuate.

Obiettivi formativi

• Corpuscolo
• Dispersione
• Lunghezza d’onda Compton
• g-quanti
• lunghezza d’onda di Broglie
• Formula di Klein-Nishina