Compton Scattering · Espalhamento Compton
| English | Português |
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| Compton scattering/ˈkɒmptn ˈskætərɪŋ/ | Espalhamento Compton |
A photon bounces off an electron — like billiard balls
- Fire a high-energy photon at an electron and it bounces off, exactly like two balls colliding.
- The photon comes away with less energy; the electron recoils, taking the difference.
- This is Compton scattering 康普顿散射, and it clinched the case that light carries momentum.
- If a photon can collide like a ball, it must be a particle in every sense.
Um fóton colide com um elétron — como bolas de bilhar
- Atirar um fóton de alta energia contra um elétron e ele colidirá, exatamente como duas bolas batendo.
- O fóton sai com menos energia; o elétron recua, levando a diferença.
- Isso é espalhamento Compton 康普顿散射, e selou o caso de que a luz carrega momento.
- Se um fóton pode colidir como uma bola, ele deve ser uma partícula em todos os sentidos.
A photon has momentum
- A photon carries not just energy but also momentum: $p = \dfrac{h}{\lambda}$.
- In the collision, both energy and momentum are conserved — just like a normal collision.
- The photon transfers some of both to the electron, which recoils away.
- Treating the photon as a particle with momentum predicts the outcome exactly.
Um fóton tem momento
- Um fóton carrega não apenas energia, mas também momento: $p = \dfrac{h}{\lambda}$.
- Na colisão, tanto energia quanto momento são conservados — exatamente como numa colisão normal.
- O fóton transfere parte de ambos ao elétron, que recua.
- Tratar o fóton como uma partícula com momento prevê o resultado exatamente.
A photon's momentum is given by: · O momento linear de um fóton é dado por:
A photon carries momentum $p = h/\lambda$. · Um fóton carrega momento linear $p = h/\lambda$.
In Compton scattering, which quantities are conserved? · No espalhamento Compton, quais quantidades são conservadas?
It is a genuine collision — both energy and momentum are conserved. · É uma colisão real — ambos energia e momento linear são conservados.
The scattered photon is redder
- Since the photon gives energy to the electron, the scattered photon has less energy.
- Less energy means a lower frequency and a longer wavelength — a shift toward red.
- The bigger the scattering angle, the more energy is handed over.
- Measuring this wavelength shift confirmed the photon's momentum.
O fóton espalhado fica mais vermelho
- Como o fóton cede energia ao elétron, o fóton espalhado tem menos energia.
- Menos energia significa menor frequência e maior comprimento de onda — um deslocamento em direção ao vermelho.
- Quanto maior o ângulo de espalhamento, mais energia é transferida.
- Medir esse deslocamento no comprimento de onda confirmou o momento do fóton.
After scattering off an electron, the photon's wavelength is: · Após espalhar-se por um elétron, o comprimento de onda do fóton é:
The photon loses energy to the electron, so its wavelength gets longer. · O fóton perde energia para o elétron, então seu comprimento de onda fica maior.
A larger scattering angle means the photon transfers more energy to the electron. · Um ângulo de espalhamento maior significa que o fóton transfere mais energia ao elétron.
The bigger the angle, the more energy (and momentum) is handed to the electron. · Quanto maior o ângulo, mais energia (e momento linear) é transferida ao elétron.
Why it mattered
- The photoelectric effect showed photons carry energy; Compton showed they carry momentum.
- Together they made the particle nature of light undeniable.
- The clean billiard-ball maths (conserving energy and momentum) only works if photons are real particles.
- Compton scattering is used today in gamma-ray astronomy and medical imaging.
Por que importava
- O efeito fotoelétrico mostrou que os fótons carregar energia; o espalhamento Compton mostrou que eles carregar momento.
- Juntos, tornaram inegável a natureza corpuscular da luz.
- A matemática limpa tipo bola de bilhar (conservando energia e momento) só funciona se os fótons são partículas reais.
- O espalhamento Compton é usado hoje em dia na astronomia de raios gama e em imagens médicas.
Compton scattering · Espalhamento Compton
An X-ray photon collides with an electron. Sort each outcome. · Um fóton de raios-X colide com um elétron. Classifique cada resultado.
Compton scattering shows that photons carry ____ as well as energy. · O espalhamento Compton mostra que os fótons carregam ____ além de energia.
The collision only makes sense if photons carry momentum. · A colisão só faz sentido se os fótons carregarem momento linear.
Select all · todos true statements about Compton scattering. · Selecione todas as afirmações verdadeiras sobre o espalhamento Compton.
The photon loses energy (longer wavelength), and the collision conserves energy and momentum. It never gains energy. · O fóton perde energia (maior comprimento de onda), e a colisão conserva energia e momento linear. Ele nunca ganha energia.
In Compton scattering the photon loses energy to the electron, so the scattered light has a longer wavelength (redder), not a shorter one. It is a genuine collision: both energy and momentum are conserved, exactly as for colliding balls.
No espalhamento Compton, o fóton perde energia para o elétron, então a luz espalhada tem um maior comprimento de onda (mais vermelha), não um menor. É uma colisão genuína: ambas a energia e o momento são conservados, exatamente como para bolas colidindo.
A photon scatters off a stationary electron. What happens to the photon's wavelength?
- The photon gives energy to the electron, so it leaves with less energy.
- Less energy means a longer wavelength — the scattered photon is shifted toward red.
Um fóton espalha-se num elétron estacionário. O que acontece com o comprimento de onda do fóton?
- O fóton cede energia ao elétron, então sai com menos energia.
- Menos energia significa um maior comprimento de onda — o fóton espalhado é deslocado em direção ao vermelho.
Compton scattering is a photon colliding with an electron like a billiard ball, conserving energy and momentum. The photon has momentum $p = h/\lambda$; after the collision it has less energy and a longer wavelength, and the electron recoils. It proved light carries momentum — confirming the photon particle.
Espalhamento Compton é um fóton colidindo com um elétron como uma bola de bilhar, conservando energia e momento. O fóton tem momento $p = h/\lambda$; após a colisão, tem menos energia e um maior comprimento de onda, e o elétron recua. Provou que a luz carrega momento — confirmando o fóton como partícula.