Compton Effect (컴프턴 효과)

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1 Compton Effect (컴프턴 효과)
물리학과 이소아

2 1923년, 콤프턴(A.H Compton)은  X선을 물체에 비추었더니 물질을 이루고 있던 전자가 튀어나가고 입사된 X선의 파장보다 긴 파장으로 산란되는 것을 발견하였다. 이 발견으로 1927년 노벨 물리학상을 수상하였다.

3 실험방법 아메리슘으로 실험 프로그램을 보정하고 세슘원소의 각도를 변화시키면서 알루미늄 막대에 방사선을 방출시키도록 한다.
 아메리슘으로 실험 프로그램을 보정하고 세슘원소의 각도를 변화시키면서 알루미늄 막대에 방사선을 방출시키도록 한다.   이것을 장치로 측정하여 알루미늄이 없을 때와 있을 때, 방출된 감마선의 에너지 양을 비교해보고  각도에 따라서 산란된 감마선의 에너지 변화를 관찰해본다.

4 실험결과 이 그래프는 90도에서 산란된 감마선의 에너지를 알루미늄 막대가 없을 때와 있을 때를 비교한 그래프이다.
 이 그래프는 90도에서 산란된 감마선의 에너지를 알루미늄 막대가 없을 때와 있을 때를 비교한 그래프이다.  300 keV 부근에서 확연한 차이가 나는 것을 볼 수 있고, 아래 그래프에서 차이만을 나타내었을때 x축 위로 붕 떠있는 구간을 볼 수 있다. 이것은 어떠한 에너지를 가진 입자가 얼마나 산란되었는지  보여주는 것이다.

5 실험결과

6 실험결과

7 실험결과

8 실험결과

9 실험결과 산란 각이 커질수록 알루미늄 막대에 의해 산란된 감마선의 에너지가 줄어들었다.

10 감마선이 전자에 의해 산란되는 것을 광자와 전자 간의 탄성 충돌로 생각하였다.
논의 및 결론 고전 전자기이론에 따르면 감마선은 파동이기 때문에 각도에 따른 변화는 일어나지 않아야 한다. 감마선이 전자에 의해 산란되는 것을 광자와 전자 간의 탄성 충돌로 생각하였다. 1923년 콤프턴은 플랑크의 양자화된 복사 개념과  상대론의 역학을 이용하여 파장의 변화와 산란 각 사이의 관계를 유도했다.

11 논의 및 결론 에너지 보존 법칙 운동량 보존 법칙

12 빛을 독립된 광자로 입자처럼 묘사하고 있지만 에너지를 기술하기 위해 여전히 진동수가 필요하다.
논의 및 결론 빛을 독립된 광자로 입자처럼 묘사하고 있지만 에너지를 기술하기 위해 여전히 진동수가 필요하다. 빛은 파동처럼 나아가고 입자처럼 에너지를 흡수하거나 내어놓는다. 빛은 파동과 입자적 특성을 모두 포함하는 이중적인 존재이다.