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L’effetto Compton




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L’effetto Compton


L’effetto Compton   E’ noto che se una radiazione colpisce un corpo,



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L’effetto Compton


E’ noto che se una radiazione colpisce un corpo, in generale una parte dell’energia è sparpagliata in tutte le direzioni o, come si dice, è diffusa, conservando la stessa frequenza, cioè lo stesso colore, della radiazione incidente. La teoria di Lorentz spiega questo fenomeno dicendo che gli elettroni del corpo investito dalla radiazione entrano in risonanza ed emettono a loro volta onde sferiche che diffondono in tutte le direzioni parte dell’energia dell’onda primaria. Secondo la teoria classica, dunque, le onde diffuse devono avere la stessa frequenza dell’onda incidente. Ma nel 1922 il giovane fisico americano Arthur Holly Compton dimostrò che nella diffusione dei raggi X, accanto al fenomeno classico di diffusione senza cambiamento di frequenza, si ottiene anche la diffusione di una radiazione di frequenza minore. Inoltre l’elettrone urtato, da Compton denominato elettrone di rinculo, varia la sua velocità per aver acquistato una parte dell’energia del fotone. L’esperimento allestito da Compton consisteva nel bombardare con un fascio monocromatico di raggi X, di lunghezza d’onda , un bersaglio di grafite e nel misurare la lunghezza d’onda dei raggi X diffusi a diversi angoli rispetto alla direzione incidente. Considerando la fig.(27-b) e trattando le particelle in gioco con la Relatività Ristretta si ottiene il seguente sistema:




svolgendolo si ottiene la legge che descrive il cambiamento di lunghezza d’onda tra radiazione incidente e diffusa:

La conclusione a cui giunse Compton fu esente da dubbi: i fotoni esistono realmente e, in certe condizioni interagiscono con la materia in modo individuale, subendo urti elastici che obbediscono alle stesse leggi che regolano le interazioni tra particelle relativistiche, purché si tenga conto che un fotone si muova sempre alla velocità della luce c.


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