Compton Informe

7/25/2019 Compton Informe

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UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATO

FACULTAD DE INGENIERA EN SISTEMAS, ELECTRNICA E

INDUSTRIAL

Tema: Efecto Compton

Carrera: Ingeniera en Electrnica y Comunicaciones

rea Acadmca: Fsica y Electrnica

L!"ea de I"#e$%&ac'": Fsica y Electrnica

Cc() Acadmc) * +ara(e(): VI Semestre Paralelo A

A%)re$: Cristian Mauricio Chinchua I!a

E"#in Me"ar"o Constante Moya

$scar %aniel &aica Cunalata

Mauricio Vicente Martne! Arias

'onathan E"uar"o Moreta (igse

Sofa Eli!a)eth Saigua *chuariM'd() * D)ce"%e: Fsica "e Semicon"uctores + Ing, Fre""y -o)alino

Am-a%).Ecad)r

/012

NDICE DE CONTENIDOS

1


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F . I . S . E . IFACULTAD DE INGENIERIA EN SISTEMAS, ELECTRONICA E INDUSTRIAL

UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATOFACULTAD DE INGENIERA EN SISTEMAS, ELECTRNICA E INDUSTRIAL

PERODO ACADMICO: ABRL/2015 SEPTIEMBRE/2015

13 Tema de( %ra-a4)5555555555555555553355553331

/3 O-4e%#)$5555555555555555555553555553/

.,/, $)0eti1o 2eneral

.,., $)0eti1os Especficos

63 7$%8cac'"555555555555555555355555556

93 Re$me"555555555555555555535555555339

3,/, -esumen 2eneral

3,., Pala)ras cla1e

23 I"%r)dcc'"55555555555555555555555552

3 Me%)d)()&!a55555555555555555555555553

;3 Marc) Te'rc)5555555555555555555555553;


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Sinteti!ar la informacin o)teni"a consiguien"o "atos 1er"icos,

/363 Re$me"En el presente "ocumento lo 4ue se ha hecho es in1estigar acerca "e la naturale!a

cu5ntica "e los rayos 6 y "el fotn7 ya 4ue estos se encuentran inmersos "entro "e la

%ispersin "e Compton7 4ue e8plica 4ue cuan"o los rayos inci"en o chocan contra la

superficie "e la materia7 una parte "e la ra"iacin se "ispersa "e la misma forma 4ue

las on"as "e lu! 1isi)le, Este efecto 4ue fue plantea"o por Arthur 9, Compton y

re1olucion los conceptos "e la fsica7 aportan"o gran"es a1ances "entro "e la fsica

cu5ntica/393+a(a-ra$ c(a#e

-ayos

$n"as

Efecto

&ongitu" "e $n"a

%ispersin

Energa

Angulo "e fase

/323 I"%r)dcc'"En el presente informe7 nos a"entraremos a "efinir y e8plicar "e manera sencilla el

efecto "e Compton7 como tam)i:n la forma "e cmo se utili!a el espectrgrafo

)asa"o principalmente en la mec5nica relati1ista "e Einstein pues no es m5s 4ue un

fenmeno fsico 4ue se pro"uce a un ni1el atmico "e la naturale!a cu5ntica "e los

rayos 87 "efinien"o 4ue7 cuan"o "ichos rayos chocan con materia se "espren"e parte

"e su ra"iacin, &os rayos tienen "i1ersas aplicaciones pero 0ustamente en el cho4ue

"e partculas es en lo 4ue nos centraremos "e)i"o a 4ue hay una transferencia "e

energa aplican"o conceptos "e ra"iacin as como tam)i:n "e la conser1acin "e la

energa,

/33 Ma%era(e$ * Me%)d)()&!a

&a meto"ologa 4ue se ha utili!a"o para el "esarrollo "el presente informe ha si"o a

)ase "e una in1estigacin "ocumental7 con la ayu"a "e li)ros los mismos 4ue han

"esarrolla"o el conocimiento "e los temas, A "em5s "e eso me"iante el espectrgrafo

"esarrolla"o7 po"emos apreciar la "escomposicin "e las on"as 4ue e8iste7 "e

manera 4ue7 el momento 4ue la lu! inci"e en la superficie "a"a7 al pasar por un !ona

"e retractacin7 se "escompone la lu! en el espectro 1isi)le para el o0o humano

3


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.,;,/, Marc) Te'rc)

.,;,/,/, Fotn

Partcula elemental responsa)le "e las manifestaciones cu5nticas "el fenmeno

electromagn:tico, Porta"ora "e to"as las formas "e ra"iacin incluyen"o los

rayos gama7 los rayos 67 la lu! ultra1ioleta7 la lu! 1isi)le, Se comporta como una

on"a en fenmenos como la refraccin 4ue tiene lugar en un lente tam)i:n como

una partcula cuan"o interacciona con la materia para transferir una canti"a"

fi0a, Su me"io es el espacio y />/.m7 como lo es la lu! 1isi)le7 o las

ra"iaciones ultra1ioleta e infrarro0a,[2]

.,;,/,.,/, %ifraccin "e rayos 6

*n con0unto "e partculas como un chorro "e electrones mo1i:n"ose a una

"etermina"a 1eloci"a" pue"e comportarse segGn to"as las propie"a"es y

atri)utos "e una on"a7 es "ecirH pue"e refle0arse7 refractarse y "ifractarse,

*n rayo lu! pue"e en "etermina"as circunstancias7 comportarse como un

chorro "e partculas


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pue"e7 en con"iciones e8perimentales a"ecua"as presentarse y comportarse

como una on"a "e longitu" "e on"a7

relacin esta)leci"a por el fsico

franc:s &ouis "e roglie en /B.3,

&os rayos 6 al igual 4ue los rayos luminosos se "ifractan al pasar por una

re0illa "e "ifraccin,

&a "ifraccin "e rayos 6 es una t:cnica 4ue sir1e para "eterminar la

estructura "etalla"a "e un material7 es "ecir7 permite conocer la posicin 4ue

ocupan los 5tomos,

Si un ha! "e ra"iacin origina 4ue una mol:cula emita o a)sor)a un pa4uete"e energa hf entonces se transfiere a la mol:cula una canti"a" "e momento

hf Jc7 "irigi"o a lo largo "e la lnea "el ha! en la emisin, ?.@

%e acuer"o con esta teora7 las on"as electromagn:ticas inci"entes "e

frecuencia fo aceleran a los electrones7 o)lig5n"olos a oscilar y a 1ol1er a

ra"iar con una frecuencia f menor a la frecuencia inci"ente, A"em5s7 la

frecuencia o longitu" "e on"a "e la ra"iacin "ispersa"a "e)e "epen"er "e

cuanto se e8puso la muestra a la ra"iacin inci"ente y "e la intensi"a" "e la

ra"iacin,?.@

.,;,/,K, Efecto Compton

En el ao "e /B.K A-(9*- 9$&L C$MP($ ofrece una confirmacin

a"icional "irecta "e la naturale!a cu5ntica "e los rayos 8, Cuan"o esos rayos

chocan con la materia7 algo "e su ra"iacin se "ispersa7"e la misma forma 4ue

la lu! 1isi)le 4ue inci"e so)re una superficie 5spera sufre una refle8in "ifusa,

Compton y otros cientficos "escu)rieron 4ue parte "e esa ra"iacin "ispersa"a

tiene menor frecuencia


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.,;,/,K,/, &ongitu" "e on"a "e Compton

'= h

mc(1cos)


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A!"#$#"%&'(:

En la me"icina &a ra"iologa %etectar enferme"a"es $seas por Me"io "e rayos 6, -esonancia magn:tica *ltrasoni"os Permite me"ir la intensi"a" "e rayos gamma7 lo 4ue resulta "e gran utili"a"

en la fisica "e particulas,

/3;3 Re$(%ad)$ * D$c$'"

Como resulta"os o)teni"os luego "e reali!ar la in1estigacin

correspon"iente po"emos "ecir 4ue cuan"o un fotn choca con un electro

am)os siguen "iferentes "irecciones intuiti1amente7 el fenmeno pue"e

compararse con la trayectoria "e una )ola "e )illar 4ue golpea a otra )ola

m1il, Este efecto conlle1a a un aumento "e la longitu" "e on"a "el fotn

"espu:s "e la colisin7 "emostran"o as 4ue ha per"i"o energa,

Es importante sa)er 4ue el efecto compton se "e"uce "e la conser1acin "e

la materia as como "el mo1imiento, Pues Compton llego a "eterminar 4uela anergia per"i"a "el fotn es igual a la gana"a por el electrn,

2racias a las in1estigaciones reali!a"as anteriormente se pue"e "ecir 4ue el

efecto compton permite me"ir la intensi"a" "e los rayos gama por otro la"o

una consecuencia "el efecto Compton la encontramos en las ra"iografas

"on"e aparece un en un ensom)recimineto "e la imagen "e)i"o a la

"egra"acin "e los rayos 6,

Me"iante esta teora7 se pue"e conseguir 4ue7 al refractar la lu!7 se pue"e

conseguir "escomponerla en la lu!7 y o)tener as el espectro "e lu! 1isi)le

para el o0o humano7 y el cual se lo e8presa como los colores "el arcoris,

/3;313 DESAROLLO

Para el presente trabajo se ha procedido ha realizar los clculos

respectivos para comprobar nuestra teora.


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Ilustracin 4. experimento de compton

!e antemano tenemos "ue tener en cuenta "ue se va ha trabajar con

#recuencias de di#erentes tipos de luz$ en nuestro caso trabaremos con luz

de color azul$ luz de color blanca % luz in#rarroja$ % "ue nuestro

espectr&metro estar situado con un 'n(ulo de 3) (rados.

*enemos "ue tener en cuenta las si(uientes ecuaciones.

EF=hc

+,ner(ia-

p=h

+antidad de movimiento-

'= hmc

(1cos)


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Ed=hc

=(6.6261034)(3108)

(1.0007105109 m) =1.9863881016

[J]

pi=h

=6.62610

34

1.98781016=3.3310

18

p d=h

=

6.6261034

1.9863881016=3.3351018

'hora realizaremos los clculos para la luz blanca "ue tiene una

=470nm=470109m

'=

h

mc

(1cos )

'(470109 )=(0.024261010 )(1cos 45)

'=(7.101013 )+(470109 )

'=4.700071107m

Ei=hc=(6.62610

34

)(3108

)(470109 m)

=4.221019 [J]

Ed=hc

=

(6.6261034)(3108)

(4.700071107m) =4.22931019[J]


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pi=h

=

6.6261034

4.221019 =1.5701421015

pd=h

=

6.6261034

4.22931019=1.56661015

'hora realizaremos los clculos para la luz blanca "ue tiene una

=4107

m

'=

h

mc(1cos )

'(4107 )=(0.024261010 ) (1cos45 )

'=(7.101013 )+(4107 )

'=4.0000074107

Ei=hc

=

(6.6261034)(3108)

(4107) =4.96951019[J]

Ed=hc

=

(6.6261034)(3108)

(4.0000074107) =4.96951019[J]

pi=h

=6.6261034

4.96951019=1.331015

p d=h

=

6.6261034

4.96951019=1.331015

)


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/38ca$

[

]

0. . d. ,rcilla$ 7!inamica de la particula$8 de Fisica General 32va

Edicion$ ,spa9a$ ,di(ra#os$ 0.'.$ p. ).

[2

]

P. '. *ipler$ :isica moderna$ arcelona ; ,spa9a< =everte$ 0.'$ 2))3.

[3

]

0. >emans?%$ 7!ispersion ompton$8 de Fisica Universitaria con Fisica

Moderna volumen 2$ @e/ico$ P,'=0AB 0.'$ 2))$ pp. 332;335.

[4

]

C. :. :errer$ de Iniciacion a la Fisica Tomo II$ ,spa9a$ =everte 0.'.$ 2$

p. 25.


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