L'effet Compton

L'EFFECT COMPTON partie II 

Contexte et interprétation actuelle

Selon la théorie de l'interaction électromagnétique avec particules chargées , développé par Thompson , un rayonnement incident de fréquence f0 devrait accélérer un électron dans la direction de propagation du rayonnement incident , et l' électronique doit subir des oscillations forcées et re- rayonnement à la fréquence f, où f < f0 . La fréquence du rayonnement diffusé doit dépendre de la durée de l'exposition aux électrons du rayonnement incident , ainsi que l'intensité du rayonnement incident.
Expérience Compton démontre contraire, plus précisément , le décalage de longueur d'onde de rayons X dispersés sous un angle donné est indépendante à la fois de l'intensité du rayonnement incident et la durée d'exposition à la radiation incidente, et ne dépend que de l'angle de diffusion .
Dans l'expérience originale, Compton rebondi des rayons X sur une cible en graphite en utilisant trois angles de diffusion différents , 45 °, 90 ° et 135 ° . L'interprétation de l' expérience Compton est basé dans la mécanique quantique base sur l' aspect corpusculaire du rayonnement électromagnétique.
Selon ces photons sont massles particule d'énergie et l'élan qui suit :

;  (1.22)

 Si nous permettons à un faisceau de rayons X pour frapper une cible, une partie des photons dans le faisceau d'interagir , d'après la mécanique quantique, avec des électrons libres dans le matériau. Lorsque le photon entrant donne une partie de son énergie à l'électron , alors le photon diffusé est mesurée à avoir une énergie plus faible que le photon d'origine. Ces photons qui , après diffusion , sortir à un angle θ par rapport à la direction du faisceau incident " s'additionnent " pour former le faisceau diffusé des rayons X observés à cet angle .
Sans présenter l'ensemble de la démonstration mathématique , disponible dans n'importe quel livre sur mécanique quantique , la longueur d'onde du faisceau diffusé est donné par:
(1.23)

En effet Compton disperse les photons entrants au large un électron qui est initialement au repos . L'énergie des électrons et des gains du photon diffusé a une fréquence inférieure à celle du photon
Compton se produit dans tous les matériaux et principalement avec des photons d'énergie moyenne, soit environ 0,5 à 3,5 MeV.

Pourquoi l'explication réelle est absurde ....

Il est nécessaire de faire une comparaison entre l'effet photoélectrique et l'effet Compton. Dans l'effet photoélectrique originale, l'énergie du photon est du même ordre que la liaison d'un électron à un noyau, quelques eV d'énergie. Ainsi, lorsque le photon frappe l'électron il donne juste assez d'énergie pour éjecter cet électron. Dans semble que dans ce cas, il n'est pas important l'impuls du photon incident " et une suite , l'impuls de l'électron ».
Si quelqu'un prend en considération la conservation de l'impuls pour effet photoélectrique un paradoxe apparaît pour la physique actuelle, car le photon incident a pas assez d'élan pour dévier l'électron de sa trajectoire; c'est à la mode de supposer l'électron au repos ( autre stupidité classique ! ) dans le matériel, mais même dans ce cas, le photon élan incident n'est pas assez élevé pour changer le mouvement de  l'électron .

Si la relation Compton des photons dispersés est analysée autre situations bizarres " sont générés pour la théorie quantique actuelle.

La longueur d'onde du faisceau diffusé est donné par:

Et comme on l'observe de l'énergie de photon diffusé est dépendant de l'angle de collision.

Avec cette formule, tout , l'esprit de bon sens " va supposer que la lumière a une ,, nature corpusculaire " , mais dans le même temps, cette formule écarter l'idée quantique.
L' énergie perdue par photon n'est pas lié à un plus petit bloc, mais est liée à un angle. En principe, cet angle peut prendre des valeurs comprises entre 0 et 180 degrés alors ... bye bye quantification.
Bien sûr, ici, c'est beaucoup de place pour la philosophie ..... et théoriciens actuels sont maîtres dans ce domaine ...
Est-ce que quelqu'un demander comment est possible pour un photon de connaître l'angle de l'impact, et de changer la quantité exacte d'énergie afin d'avoir une dépendance linéaire de λ = f ( θ ) ? En plus d'un déjà inventé ,, sens spécial " de photon à connaître le chemin le plus court entre une multitude de chemins possibles, maintenant ,, un autre sens " de photon doit être inventé afin d'être en mesure d'apprécier l'angle et de changer une ,, spécifique quantité d'énergie " .
Laissons a côté ces problèmes de la mécanique quantique actuelle, et nous allons passer à des contradictions plus réalistes d'explication actuelle pour effet Compton.
Il est supposé que la diffusion Compton se produit principalement avec des photons d'énergie moyenne, soit environ 0,5 à 3,5 MeV. Une source radioactive de 137Cs est généralement utilisé pour fournir des photons pour la diffusion Compton . La source radioactive génère un faisceau de photons à énergie 0.662 MeV, ce qui signifie  1,06 x10exp( -13 ) J, le faisceau étant principalement monoénergétiques .

Avec cette énergie du photon , il n'est pas difficile de calculer la masse de ces photons γ selon la théorie quantique actuelle :

kg

Par comparaison avec masse de l'électron il ya :

Ainsi, dans le cas d' un effet Compton avec cette énergie du photon , nous sommes dans le cas particulier de collision élastique où les deux masses sont égales et un objet ( électrons ) est considéré au repos. Si nous réduisons l'expérience d'avoir une configuration à deux balle, la balle balancer devrait venir se reposer car elle heurte la balle solitaire. Et cette boule solitaire sera accélère à la vitesse de l'autre balle avait lorsqu'il a heurté . Par conséquent, dans cette , hypothétique " effet Compton unidimensionnel, le photon reste au repos, et le  d'électrons gain toute l'énergie des photons incidents.

Il est très étrange de voir comment est possible pour un effet Compton ait une , collision élastique »et le photon incident reste avec plus de 93% de son énergie initiale , et le gain d'électrons au maximum 7% de l'énergie des photons .

Dans la pratique, il ya peu de cas où la collision est unidimensionnel, plus proche de la réalité est une collision bidimensionnelle et diffusion , dans ce cas , la situation est un peu plus compliqué, mais gérable.

Prenons le cas lorsque le ballon 1 se heurte la balle élastique 2. La mise en place de l'expérience est d'avoir boule 2 de masse m2 au repos avant le choc et la balle 1 de la masse M1 se déplace avec une vitesse v La vitesse v1 de balle 1 et v2 de vitesse de balle 2 après la collision dépendra de la "visant «distance δ , qui est égale à la distance entre le centre de la bille 2 et la ligne du mouvement de la balle avant une collision.

La collision se produira si δ < R1 + R2 .

La force appliquée à la bille 2 lors de la collision à partir du côté de la bille 1 est dirigée le long de la ligne reliant les centres des billes . Ainsi, après la collision de la balle 2 se déplace à l'angle θ , comme indiqué sur la figure.
( R1 + R2 ) sin θ = δ
Lors de la collision, l' énergie et l'élan du mouvement est constant :

A partir de ces équations , nous pouvons trouver :

Considérant m1 = m2, la collision bidimensionnelle ne correspond pas encore à la distribution observée de l'énergie avant et après la collision.
S'il ya un , ,vraiment " collision élastique, et la masse photon égal avec masse de l'électron, une distribution plus large de l'énergie des électrons et des photons  de recul de recul devraient être comptées . Il convient d'observer des cas où les photons incidents en perdre 50% de l'énergie initiale même 75 % pour cent , et encore plus.
Ce n'est pas la fin du cauchemar pour les théoriciens actuels .
La discussion a suivi présenté a été faite pour un photon 0,66 MeV .
Dans le cas d' un photon de 3,5 MeV , la masse de ce photon est :

Par comparaison avec masse de l'électron il ya :

 Dans ce cas, la masse du photon est nettement supérieure puis masse de l'électron considéré au repos.

Encore une fois à partir de la mécanique classique quand un plus grand objet entre en collision avec un objet plus petit au repos, il est impossible pour le plus grand objet pour avoir de recul à 135 degrés. Ainsi, dans le cas de l'effet Compton que les photons incidents d'énergie augmente , le signal de photons recul à un angle supérieur à 90 degrés devrait alors disparaître. Est-ce que cela se produise dans des expériences ? Est peut-être temps pour les théoriciens actuels de répéter certaines expériences avant de faire des commentaires .
Il ya longtemps explique, mais publié en 2007 , et également dans un article sur Internet, une autre explication de l'effet Compton a été proposé . L'explication est basée sur une collision entre un photon de masse et un électron , au repos " afin d'avoir une comparaison avec la mécanique quantique .
À l'heure actuelle , en l'absence d' autre possibilité d'estimer la masse d'un photon , il est très difficile de tirer une conclusion claire pour l'effet Compton.

Si la masse d'un photon γ - rayon est comparable à la masse d'électrons, l'effet Compton est provoquée par la collision de photons γ -ray avec noyau atomique .

Si la masse du photon γ -ray est beaucoup plus petite masse puis électron , l'effet Compton peut être causée par deux types de collisions : γ -ray photon avec des électrons et des photons γ -ray avec noyau atomique.
Dans les deux cas, la démonstration mathématique faite dans le livre de la structure atomique, et la liaison montante présenté reste valable tant que principe . Il est nécessaire d'établir l' , obstacle " qui s'écartent du photon.
Ces deux possibilités sauter l'explication actuelle et la théorie quantique.
Il est prévu une nouvelle révision de l'effet Compton dans le livre de physique - chimie.