Compton Saçılması ve de Broglie Dalga Boyu Hızlı Tekrar

Compton Saçılması ve de Broglie Dalga Boyu — Hızlı Tekrar

1. Sınav öncesi ana fikir

• **Compton:** Yüksek enerjili foton, neredeyse serbest elektronla çarpışır; enerji–momentum aktarır ve **saçılarak devam eder**.
• **Fotoelektrik:** Foton soğrulur; uygun enerji koşulunda elektron kopar.
• İkisi de **ışığın tanecik doğasını** destekler; **kırınım ve girişim ışığın dalga doğasını** destekler.
• **de Broglie:** Maddesel taneciğin dalga niteliği vardır; elektron kırınımı deneysel kanıttır.

2. Bağıntı kartı

| Nicelik | Bağıntı | Sorudaki anlamı | |---|---|---| | Foton enerjisi | E=h·f=h·c/λ | Frekansla doğru, dalga boyuyla ters | | Foton momentum büyüklüğü | p=E/c=h/λ | Enerji azaldığında küçülür | | Compton enerji korunumu | E_gelen=E_saçılan+E_K | Elektron fotonun kayıp enerjisini alır | | Compton momentum korunumu | p⃗_gelen=p⃗_saçılan+p⃗_elektron | Vektörel toplamdır | | Madde dalgası | λ=h/p=h/(m·v) | Kütle–sürat çarpımıyla ters |

3. İki olay bir tabloda

| Ayırıcı soru | Compton | Fotoelektrik | |---|---|---| | Foton yok olur mu? | Hayır, saçılır. | Evet, soğrulur. | | Enerjisinin ne kadarı aktarılır? | Bir bölümü | Tümü | | Hangi elektron? | Serbest/zayıf bağlı | Metalden koparılan | | İlgili doğa | Işığın tanecik doğası | Işığın tanecik doğası |

4. Oranlar — son bakış

• Foton: λ iki kat → E, f, p **yarı**; λ yarı → E, f, p **iki kat**.
• Tanecik: m iki kat, v sabit → λ **yarı**; m ve v iki kat → λ **dörtte bir**.
• İki tanecik: **λK/λL = (mL·vL)/(mK·vK)**.
• Eşit p → eşit λ; eşit m veya eşit v tek başına eşit λ anlamına gelmez.

Sınavda En Çok Karıştırılanlar

1. **Foton soğrulması** Compton'a değil fotoelektrik olaya aittir.
2. Fotonun **hızı**, enerji ve frekansı değişti diye azalmaz.
3. Kırınım/girişim **dalga**, Compton/fotoelektrik **tanecik** kanıtıdır.
4. **Madde dalgası** mekanik ya da elektromanyetik dalga diye sınıflandırılmaz.
5. **Davisson–Germer** elektron kırınımını incelemiş; de Broglie hipotezini doğrulamıştır.
6. **λ=h/p:** Dalga boyu momentuma doğru değil **ters** orantılıdır.

Son 2 Dakikalık Tekrar

• Foton **E=h·f=h·c/λ**, **p=h/λ** taşır.
• Compton'da **E=E'+E_K**, foton saçılır, elektron enerji kazanır.
• Fotonun **λ'sı büyür, f'si ve p'si küçülür, hızı c kalır**.
• İki olayda ışık tanecik niteliği gösterir ama sadece **fotoelektrikte foton soğrulur**.
• Işık girişimi/kırınımı **dalga özelliğini** gösterir.
• Maddesel parçacık için **λ=h/(m·v)**; Davisson–Germer bunun kanıtıdır.

Kendini Kontrol Et

1. Compton sonrası foton yok olur mu? **Hayır, saçılır.**
2. Fotonun frekansı 1/2 olursa λ ne olur? **İki katına çıkar.**
3. Compton'da fotonun hızı değişir mi? **Hayır.**
4. Başlangıç E=7Q, son E'=5Q ise elektronun E_K artışı? **2Q.**
5. Fotoelektrikte fotonun durumu? **Soğrulur.**
6. Çift yarık girişimi hangi niteliğin kanıtı? **Dalga.**
7. Elektron kırınımı hangi düşünceyi destekler? **de Broglie madde dalgaları.**
8. m iki, v üç katına çıkarsa λ? **1/6.**
9. Eşit momentumlu iki parçacığın λ'ları? **Eşit.**
10. Compton'da momentum büyüklükleri daima skaler toplanır mı? **Hayır; vektör toplamı gerekir.**