¿Por qué el efecto Compton es importante para explicar la teoría de los fotones?

El efecto Compton nos dice directamente que la luz es intrínsecamente una partícula, que es la premisa de la teoría de los fotones. ¿Cómo podemos detectar desde el experimento Compton este comportamiento?

Supongamos que la luz es una onda y solo una onda. Enviamos un breve pulso de luz al electrón y determinamos cómo evoluciona el sistema utilizando las ecuaciones de Maxwell. Lo que este marco predice (y es fácil de ver solo por intuición) es que el electrón comenzará a oscilar alrededor de su punto de partida. Debido a esta oscilación, el electrón se irradiaría en todas las direcciones perpendiculares al eje de oscilación. Como dije, esto se puede modelar perfectamente usando las ecuaciones de Maxwell ¡PERO esto no es lo que vemos en nuestro mundo!

Lo que vemos es que el sistema se comporta casi como dos bolas de billar que chocan (no se comporta exactamente como billard porque los fotones son realmente muy veloces y pequeños). ¡Esto nos dice que en ciertos regímenes la luz se comporta como una partícula! Y esta partícula, queridos amigos, es lo que llamamos un fotón.

Física de partículasFotones

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La presencia de la longitud de onda dispersa (en el experimento Compton) no se puede entender si la radiación incidente (rayos X) se considera como una onda EM clásica. En el modelo clásico , el vector de campo eléctrico oscilante en la onda de frecuencia incidente actúa sobre los electrones libres en el objetivo y los establece oscilando a la misma frecuencia. Por lo tanto, en este modelo, la onda dispersa debe tener la misma frecuencia y longitud de onda que la onda incidente.

Compton postuló (para explicar los resultados experimentales) que el haz entrante es una colección de fotones . En esta vista, los fotones de “retroceso” que emergen del objetivo forman la radiación dispersa. Este fotón imparte parte de su energía al electrón con el que choca, el fotón disperso debe tener una energía más baja y, por lo tanto, una longitud de onda más larga. Este punto de vista explica cualitativamente el cambio de longitud de onda encontrado en el experimento de Compton.

Jatin Rajput

El efecto Compton es importante para comprender la naturaleza de las partículas tanto del fotón como del electrón. La naturaleza de las partículas del fotón es solo una parte de la teoría completa de los fotones. Just Compton Effect no es suficiente para explicar toda la teoría de los fotones.

Incluirá Max Planck y Einstein Quantum Theory of Photon, Interference, Diffraction, Polarization, Scattering, Photo-electric effect y muchas otras teorías para comprender completamente la teoría del fotón y aún la teoría completa del fotón estará fuera de nuestro alcance.

El efecto Compton solo indica la interacción del fotón con la materia. Es la teoría más común en QED relacionada con la dispersión. Cuando un fotón interactúa con un electrón, hay un aumento en la longitud de onda del fotón, lo que indica que un electrón gana energía. Podemos calcular fácilmente el cambio en la longitud de onda del fotón a partir de la desviación del fotón encontrada a través de experimentos.

Axel Masó Puigdellosas

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