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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$me"555555555555555555535555555339
3,/, -esumen 2eneral
3,., Pala)ras cla1e
23 I"%r)dcc'"55555555555555555555555552
3 Me%)d)()&!a55555555555555555555555553
;3 Marc) Te'rc)5555555555555555555555553;
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PERODO ACADMICO: ABRL/2015 SEPTIEMBRE/2015
Sinteti!ar la informacin o)teni"a consiguien"o "atos 1er"icos,
/363 Re$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
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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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