Calculadora do espalhamento Compton

Calculadora do espalhamento Compton | Ferramenta online grátis | Elysia Tools

Guia de uso da ferramenta

Veja quando usar esta ferramenta, o que ela suporta e como os usuários a aplicam.

Fatos principais

Categoria: Science & Education
Tipos de entrada: number, select
Tipo de saída: text
Cobertura de exemplos: 4
API pronta: Sim

Visão geral

A Calculadora do espalhamento Compton determina com precisão o deslocamento de comprimento de onda, as energias e os ângulos envolvidos na colisão entre um fóton de raios X e um elétron livre. A partir do comprimento de onda incidente e do ângulo de espalhamento, a ferramenta calcula o deslocamento Compton (Δλ), o novo comprimento de onda e a energia do fóton espalhado, a energia cinética transmitida ao elétron de recuo e a direção de recuo correspondente.

Quando usar

Ao resolver problemas de física moderna e mecânica quântica sobre colisões relativísticas fóton-elétron.
Para analisar medições laboratoriais de dispersão de raios X ou raios gama em alvos de baixa densidade eletrônica.
Ao avaliar a transferência máxima de energia e o deslocamento de onda em geometrias de espalhamento a 90° e retroespalhamento a 180°.

Como funciona

1Informe o comprimento de onda da radiação incidente (λ) e selecione a unidade adequada (pm, Å ou nm).
2Defina o ângulo de espalhamento do fóton θ (entre 0° e 180°).
3A ferramenta aplica a equação Compton Δλ = (h/(m_e·c))·(1 − cos θ) para obter o comprimento de onda final, a energia do fóton espalhado e a energia e ângulo de recuo do elétron.

Casos de uso

Estudo quantitativo do experimento histórico de Arthur Compton de 1923 com raios X de molibdênio.
Cálculo de blindagem radiológica e interação da radiação gama com a matéria na física médica.
Verificação de exercícios acadêmicos de física quântica envolvendo cinemática relativística de partículas.

Exemplos

1. Arranjo original de Compton a 90°

Estudante de Física

Contexto

Analisando a dispersão de raios X Kα de molibdênio ao colidir com um alvo de grafite em ângulo reto.

Problema

Calcular o deslocamento de comprimento de onda e a energia entregue ao elétron com fótons incidentes de 71 pm a 90°.

Como usar

Insira 71 no campo de comprimento de onda, selecione a unidade 'pm' e ajuste o ângulo θ para 90°.

{"wavelength": 71, "wavelengthUnit": "pm", "angle": 90}

Resultado

Obtém deslocamento Δλ de 2,42631 pm, fóton espalhado de 73,4263 pm (16,89 keV) e 577,04 eV transferidos ao elétron.

2. Retroespalhamento total a 180°

Pesquisador de Radiologia

Contexto

Avaliando o impacto de retroespalhamento de raios X de 100 pm em detectores de radiação.

Problema

Determinar a energia do fóton espalhado e a energia cinética do elétron arremessado para frente a 180°.

Como usar

Defina o comprimento de onda como 100 pm e configure o ângulo de espalhamento θ para 180°.

Perguntas frequentes

O que é o comprimento de onda Compton do elétron?

É a constante fundamental λ_C = h/(m_e·c), aproximadamente igual a 2,42631 pm (0,02426 Å).

O que ocorre no caso de transmissão a 0° (θ = 0°)?

Para θ = 0°, 1 − cos θ = 0, resultando em deslocamento nulo (Δλ = 0) e nenhuma energia transferida ao elétron.

Quando ocorre o deslocamento máximo de comprimento de onda?

No retroespalhamento a 180° (θ = 180°), onde 1 − cos θ = 2 e o deslocamento atinge o valor máximo de 2λ_C (cerca de 4,8526 pm).

Quais unidades de comprimento de onda são suportadas?

A calculadora aceita valores em picômetros (pm), angstroms (Å) e nanômetros (nm).

Como é calculada a energia transmitida ao elétron?

A energia transferida ao elétron de recuo é dada pela diferença entre a energia do fóton incidente e a do fóton espalhado (T = E − E').

{"wavelength": 100, "wavelengthUnit": "pm", "angle": 180}

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Fatos principais

Visão geral

Quando usar

Como funciona

Casos de uso

Exemplos

1. Arranjo original de Compton a 90°

2. Retroespalhamento total a 180°

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