by 
Η ενέργεια του προσπίπτοντος φωτονίου ακτίνων γ τάξη μεγέθους MeV για να πέσει σε τάξη μεγέθους eV , δηλαδή ορατό, χρειάζονται n σε πλήθος σκεδάσεις
ΘΕμα Γ
Σε πείραμα μελέτης του φαινομένου Compton, μονοχρωματική δέσμη φωτονίων με μήκος κύματος λ=8λc προσπίπτει σε υλικό, όπου λc το μήκος κύματος Compton του ηλεκτρονίου ( h η σταθερά του Planck, me η μάζα του ηλεκτρονίου και c η ταχύτητα του φωτός).
Γ1. Να υπολογιστεί το μήκος κύματος λ΄ ενός φωτονίου που σκεδάζεται σε γωνία φ=180ο από πρακτικά ακίνητο ηλεκτρόνιο του υλικού ως συνάρτηση του λc. Δίνεται ότι συν180ο=-1
Η δέσμη των σκεδαζόμενων φωτονίων, μετά από πρόσπτωση σε κατάλληλο υλικό, παράγει φωτόνια μήκους κύματος λ1=400nm, τα οποία εισέρχονται σε διάταξη μελέτης του φωτοηλεκτρικού φαινομένου.
Πώς γίνεται αυτό; Τί ξέρω;;;
- Όταν φωτόνια στην περιοχή του ορατού συναντούν μεταλλική επιφάνεια, μπορούν να επιτύχουν έξοδο ηλεκτρονίων, εφόσον , φωτοηλεκτρικό φαινόμενο
- Όταν ηλεκτρόνια τα οποία έχουν επιταχυνθεί από υψηλή τάση, τάξη μεγέθους kV,συγκρουστούν με μεταλλική επιφάνεια, προκαλούν έξοδο φωτονίων μέγιστης ενέργειας ίσης με την κινητική των ηλεκτρονίων τη στιγμή που χτυπούν τη μεταλλική επιφάνεια, φωτόνια ακτίνων χ
Τί από τα δύο γίνεται εδώ;;;; Τίποτα
Εδώ φωτόνια ακτίνων γ προσπίπτουν σε κατάλληλο υλικό και παράγουν φωτόνια στο ορατό…..
Πώς;;;; Θαύμα !!!!! Πίστευε και μη ερεύνα…..
Καλησπέρα Θοδωρή.
Μη γνωρίζοντας ρώτησα την ΤΝ και…
Αυτό δεν σημαίνει ότι εκτίμησα το Γ΄ θέμα.
Ούτε ότι αναφώνησα:
-Επιτέλους! Και του χρόνου Δ΄ θέμα.
Βιβλίο Ιατρικής Φυσικής Ε. Γεωργίου που διδάσκεται στην Iατρική Αθήνας Πρώτο έτος στο μάθημα της Iατρικής Φυσικής. Κεφάλαιο 6ο Ακτινογραφία- Ακτινογραφικό Μηχάνημα, σελ. 219 Γράφει ο συνάδελφος Ε. Γιακουμάκης Αναπληρωτής Καθηγητής της Iατρικής Φυσικής που έγραψε το αντίστοιχο κεφάλαιο ” Επειδή από μόνο του το film δεν είναι αρκετά ευαίσθητο στην ακτινοβολία Χ ο σχηματισμός ικανής εικόνας θα απαιτούσε μεγάλο αριθμό φωτονίων και κατά συνέπεια μεγάλη δόση στον ασθενή. Το πρόβλημα αυτό παρακάμπτεται με την χρήση ενισχυτικής πινακίδας. Η ενισχυτική πινακίδα μετατρέπει την ενέργεια των φωτονίων που προσπίπτουν σε αυτη σε ορατό φως με το φαινόμενο του φθορισμού. …” Στο θέμα μας τα 8λc είναι σκληρές ακτίνες Χ (περίπου 65 keV). Όσοι λοιπόν μπουν Iατρική Αθήνας θα ξανασυναντήσουν αυτό το πρόβλημα στο μάθημα της Ιατρικής Φυσικής.
Καλησπέρα Θοδωρή. Αυτή η διατύπωση ήταν επιεικώς για κλάμματα. Θα μπορούσαν απλά να την παρακάμψουν και να βάλουν ανεξάρτητο υποερώτημα.
Η σύζευξη σπινθηριστή με φωτοπολλαπλασιαστή είναι ένα από τα πιο έξυπνα και λειτουργικά εγχειρήματα που βοήθησαν την πυρηνική φυσική (και τις εφαρμογές στην ιατρική) να κάνουν άλματα. Για όποιον θέλει να ρίξει μια ματιά ή θέλει να θυμηθεί τα νιάτα του όπως εγώ, εδώ ο οδηγός από τα εργαστήρια πυρηνικής του ΕΚΠΑ (σελ. 54-61 και 99-142).
Καλησπερα σε όλους.Κατι άσχετο με την συζήτηση αλλα που ηταν πολύ ενδιαφέρον και εντυπωσιακο για τους μαθητές. Η ακτινοβολία Τσερένκωφ παραγεται στον πυρηνικο αντιδραστήρα με επιβραδυντικο υλικό το νερό ,όταν λειτουργεί.
Ο πυρηνικός αντιδραστήρας του Δημόκριτου παλαιοτερα λειτουφγούσε Τρίτες και Πέμπτες.Κανονιζα αυτές τις μερες να επισκεφτουμε με την Γ Λυκειου τοον Αντιδραστήρα (τοτε επιτρεποταν οι επισκεψεις στο εσωτερικο του αντιδραστηρα όταν λειτουργούσε). Τα παιδοα εβλεπαν την πισίνα να φωτίζεται με ενα γαλάζιο- μπλε φως που εβγαινε απο περιοχη κοντα στην καρδιά του αντιδραστήρα και ρωτούσαν που οφείλεται. ‘Οταν μαθαιναν οτι οφείλεται σε συγκρούσεις κινουμένων ηλεκτρονιων με ταχυτητα μεγαλύτερη απο το φως στο νερο εντυπωσιαζόντοσαν.
Tυχερά τα παιδιά σου Γιώργο.
Να λοιπόν που “επιτέλους” ένα ολόκληρο θέμα ήταν κβαντομηχανική….
Ήταν;;;;; Την προσωπική μου άποψη την έχω γράψει και εδώ και σε κείμενο που δημοσιεύτηκε στο esos
Πριν σχολιάσουμε εδώ, ας δούμε τί σχόλια γράφονται σε άλλες ιστοσελίδες φυσικής
Χαρές και πανηγύρια… Επαίνους για την επιτυχία, πρωτοπόροι στην προσπάθεια εξέτασης εις βάθος της κβαντομηχανικής, αλλά και ανάλυση πως κλιμακώνεται η απαίτηση για συνδυαστική χρήση βασικών αρχών (;;;;;;;;;)
Ένας μοναχικός στα μέρη εκείνα cow boy αμφισβητεί….
Ο “άρχοντας” του μαδήματος της μαργαρίτας ελέγχει αφ’ υψηλού και παρεμβένει μόνο για να θυμίσει πως βουλευτής πέρυσι κατήγγειλε…. ό,τι και ο 36 χρόνια φυσικός
Εμείς εδώ πάλι είμαστε ρομαντικοί…
“Τα παιδια εβλεπαν την πισίνα να φωτίζεται με ενα γαλάζιο- μπλε φως που εβγαινε απο περιοχη κοντα στην καρδιά του αντιδραστήρα και ρωτούσαν που οφείλεται. ‘Οταν μαθαιναν οτι οφείλεται σε συγκρούσεις κινουμένων ηλεκτρονιων με ταχυτητα μεγαλύτερη απο το φως στο νερο εντυπωσιαζόντουσαν”
Πάμε λοιπόν και εμείς να πούμε τα δικά μας….
Είστε σοβαροί κύριοι θεματοδότες σε θέμα που πρέπει στην διατύπωση να περπατάμε στα δάκτυλα, να δίνετε αυτή η διατύπωση;;;;;;
“Η δέσμη των σκεδαζόμενων φωτονίων, μετά από πρόσπτωση σε κατάλληλο υλικό, παράγει φωτόνια μήκους κύματος λ1=400nm……”
Μία πρόσπτωση ενός φωτονίου γ με ενέργεια περίπου 5ΜeV δίνει φωτόνιο με ενέργεια 3eV
Θαύμα, θαύμα….. μετανοείτε …..αμαρτωλοί….
Τί να υποθέσει ο μαθητής όταν διαβάζει κάτι τέτοιο;;;;;;;
Προφανώς κανέναν από τους χειροκροτητές δεν απασχόλησε αυτή η ασήμαντη λεπτομέρεια….
Μανώλη συμφωνώ
“Αυτή η διατύπωση ήταν επιεικώς για κλάματα. Θα μπορούσαν απλά να την παρακάμψουν και να βάλουν ανεξάρτητο υποερώτημα.”
Δες όμως πόσα μπράβο πήρε…
Βασίλη, εδώ το φωτόνιο έχει μήκος κύματος 10λc αφού είναι το σκεδαζόμενο από την αρχική σκέδαση….άρα ανήκει σε ακτίνες γ
Μάλλον οι θεματοδότες και οι λύτες βεβαίως είχαν διαβάσει όλοι πολύ καλά για την ακτινοβολία Τσερένκοφ και θεώρησαν πως μια τέτοια διατύπωση ήταν σύμφωνη με τις γνώσεις των υποψηφίων……
Σήμερα το πρωί, μαθήτρια που πέρασε από το σχολείο μου είπε:
“Τελείωσα στην 1ώρα και 20 λεπτά…. κοίταγα και ξανακοίταγα το Α5(α) που το άλλαζα συνέχεια….και αυτή την διατύπωση
{Η δέσμη των σκεδαζόμενων φωτονίων, μετά από πρόσπτωση σε κατάλληλο υλικό, παράγει φωτόνια μήκους κύματος λ1=400nm…..}
και δεν έβλεπα πώς μπορούσε να γίνει αυτό…..βέβαια αυτά που ρώταγε μετά ήταν παντελώς άσχετα και έτσι ευτυχώς δεν χρειάστηκε να κάνω κάτι….”
Ας δούμε και κάποιες προτάσεις από το Quantum και ας βγάλει ο καθένας τα συμπεράσματά του
ΑΣΚΗΣΗ 1: Κάποιος ισχυρίζεται οτι το μήκος κύματος Κόμπτον του ηλεκτρονίου είναι λc=240nm. Επικαλεστείτε κάτι που θα συνέβαινε τότε – και θα ήταν ορατό δια γυμνού οφθαλμού – για να τον πείσετε οτι έχει κάνει σίγουρα λάθος. Εχετε 5 γραμμες για να δικαιολογήσετε τον συλλογισμό σας.
ΑΣΚΗΣΗ 2: Σε μια σκέδαση Κόμπτον το προσπίπτον φωτόνιο έχει μήκος κύματος λ=2λc και το σκεδαζόμενο λ´=3λc. Υπολογίστε τη γωνία σκέδασης φ καθως και την κινητική ενέργεια του ανακρούοντος ηλεκτρονίου. Τα αποτελέσματα σας να δοθούν σε αλγεβρική μορφη δηλαδή ως συναρτήσεις των παραμέτρων h,m και c του φαινομένου Κόμπτον.
ΑΣΚΗΣΗ 3: Σε ένα πείραμα Κόμπτον, το προσπίπτον φωτόνιο εχει μήκος κύματος λ= λc/4 και παρατηρείται οτι μετά τη σκέδαση η ενέργεια που έχασε το φωτόνιο είναι τα 4/5(τεσσερα πέμπτα) αυτής που είχε αρχικά.
Υπολογίστε τα εξης: α) Το μήκος κύματος λ´ του σκεδαζόμενου φωτονίου β) Τη γωνία σκέδασης φ γ) Την κινητική ενέργεια του σκεδαζόμενου ηλεκτρονίου.
ΑΣΚΗΣΗ 4: Σε ένα πείραμα Κόμπτον, το προσπίπτον φωτόνιο έχει λ=λc/2και υφίσταται πλήρη οπισθοσκέδαση, δηλαδη φ=180 μοίρες.Υπολογίστε
α) Το μήκος κύματος του σκεδαζόμενου φωτονίου
β) Την ορμή και την κινητική ενέργεια του σκεδαζόμενου ηλεκτρονίου.
Όπως πάντα οι απαντήσεις σας σε αλγεβρική μορφή. Τα μήκη κύματος σε ”πολλαπλάσια” του λc οι ορμές ως ”πολλαπλάσια” του mc και οι ενέργειες του mc2.
ΑΣΚΗΣΗ 5: Για το φαινόμενο Κόμπτον ισχύει ότι:
α)Τα φωτόνια που σκεδάζονται σε μεγαλύτερες γωνίες έχουν μικρότερο μήκος κύματος
β) Το φαινόμενο είναι εντονώτερο στις ακτίνες Χ απ’ ότι στο υπεριώδες
γ) Όση ενέργεια χάνει το σκεδαζόμενο φωτόνιο την κερδίζει ως κινητική ενέργεια το ηλεκτρόνιο
δ) Το φαινόμενο είναι πιο έντονο όταν η προσπίπτουσα ακτινοβολία σκεδάζεται σε πρωτόνια αντι σε ηλεκτρόνια
i) Επιλέξτε τις σωστές απο τις παραπάνω απαντήσεις ii) Δικαιολογείστε τις επιλογές σας με τρεις γραμμες το πολύ για κάθε μία
Ελάτε τώρα και απαντήστε με το τυπολόγιο δίπλα…..
Σε αυτά αγαπητοί συνάδελφοι πιθανά θα δυσκολευτούν, ειδικά στην (1) και στην (5) γιατί η κβαντική διδάσκεται συνολικά για 5 ώρες….
Θοδωρή η επίσκεψη έχει σαν στόχο να εμπνεύσει τα παιδιά. Και ήταν πολύ ωραίο που είχαν την δυνατότητα να δουν κάτι τέτοιο στην Ελλάδα.
Το Compton γενικώς ήταν ατυχές σαν προσθήκη στην ύλη έτσι όπως έγινε. Και ακόμα πιο ατυχές όπως εξετάζεται. Το θέμα ήταν μάπα.
Αν θέλουμε κβαντομηχανική για 3ο θέμα μπορούμε να εστιάσουμε στο φωτοηλεκτρικό.
Περι καλής αρχής νομίζω ότι αν η παλαιά κβαντική θεωρία διδαχθεί σωστά , το γεγονός καθαυτό είναι μια καλή αρχή. Όχι το να μπεί θέμα Γ. Τι έχουμε, καλλιστεία;
Και οι ασκήσεις του quantum είναι ωραίες αλλά νομίζω λίγο ως πολύ τετριμμένες. Δεν σου δίνουν όσα θα μπορούσε να σου δώσει το φαινόμενο – διότι προφανώς δεν μπορούν να το πραγματευτούν τα παιδιά με την παρούσα διδακτέα ύλη. Το 5β είναι εκτός ύλης νομίζω.
Μανώλη συμφωνώ πως η επίσκεψη των μαθητών του ΓΕΛ Κορυδαλλού που ήταν ο Γιώργος ήταν εξαιρετικό γεγονός που θα το θυμούνται ever.. με καλή πρόθεση το έγραψα…
Οι τωρινές επισκέψεις στα κυλικεία των σχολών δεν ξέρω τί ακριβώς εξυπηρετούν, πέρα από την καταγραφή δράσεων για φορτωμένο βιογραφικό
Καλησπέρα Θοδωρή.
Η εξίσωση που φαίνεται στο δεξιό κάτω άκρο της εικόνας της ανάρτησης
Evis = Eγ – E’γ – Ke – Eδέσμ είναι σωστή; Ισχύει Eγ – E’γ – Ke = 0, άρα Evis = – Eδέσμ και επίσης πρέπει Eδέσμ > 0. Μάλλον πρέπει να γραφεί n·Evis = Eδέσμ, όπου n ο συνολικός αριθμός φωτονίων ορατού φωτός που παράγονται από το ένα φωτόνιο υψηλής ενέργειας.
Καλημέρα Βαγγέλη,, ευχαριστώ για την επισήμανση. Η εικόνα κατασκευάστηκε
από το Chatgpt και ομολογώ πως δεν πρόσεξα την σχέση αυτή.
Συμφωνώ η ενέργεια προσπίπτοντος φωτονίου 5MeV για να φθάσει στα 3eV χρειάζονται n σε πλήθος σκεδάσεις…κάτι αντίστοιχο με τα φωτόνια γ από τη σύντηξη στο εσωτερικό του Ήλιου, όπως ανέδειξε ο Στέφανος Τραχανάς. Το μεσημέρι θα δω τί μπορώ να αλλάξω
Πότε έχουν νόημα οι ασκήσεις απλής αντικατάστασης;
Έχεις εκτεταμένη ύλη και θέλεις να δεις αν ο εξεταζόμενος έχει ασχοληθεί με κάποιο σημείο της. Λόγου χάριν αν ξέρει τους τύπους Ντόπλερ. Ζητάς κάτι που θέλει απλή αντικατάσταση ή βάζεις ένα Β΄ θέμα που ζητάει σύγκριση. Γράφουν δυο φορές τον τύπο (ή δύο τύπους) και διαιρούν ή αφαιρούν.
Θέλεις να πάρουν κάποιες μονάδες όλοι σχεδόν από ένα απαιτητικό Δ΄ θέμα. Βάζεις ένα πρώτο ερώτημα που θα απαντηθεί από παιδιά που ξέρουν κάτι αλλά δεν είναι καλοί στα προβλήματα. Δηλαδή καθιστάς ένα απαραίτητο βήμα ερώτημα για να δώσεις λίγες μονάδες σε ένα παιδί που έχει ανοίξει το βιβλίο.
Όταν το αποτέλεσμα της αντικατάστασης θα συνοδεύεται από καλύτερο ερώτημα όπως το:
«Κάποιος ισχυρίζεται οτι το μήκος κύματος Κόμπτον του ηλεκτρονίου είναι λc=240nm. Επικαλεστείτε κάτι που θα συνέβαινε τότε – και θα ήταν ορατό δια γυμνού οφθαλμού – για να τον πείσετε οτι έχει κάνει σίγουρα λάθος. Εχετε 5 γραμμες για να δικαιολογήσετε τον συλλογισμό σας.»
Δεν έχουν νόημα όταν δίδονται οι τύποι στο τυπολόγιο και η άσκηση εξαντλείται στον υπολογισμό. Παράδειγμα:
Αν το δικό μου ρολόι γράφει….. τι γράφει το ρολόι του επιβάτη;
(Ο τύπος δίνεται)
Να καμαρώνω βάζοντας τέτοια θέματα ότι διδάσκω Σχετικότητα;
Καλημέρα παιδιά. Προχθές έδινε ο μικρός μου γιος φυσική Γ Γυμνασίου. Ένα από το ερωτήματα ήταν τι θα συμβεί στη δύναμη μεταξύ δύο φορτίων αν διπλασιάσουμε το ένα. Το ερώτημα είχε κάποιο νόημα ελλείψει τυπολογίου. Τον ρώτησα πώς θα του φαινόταν αν δινόταν ο τύπος και του έθεταν το ίδιο ερώτημα. Ποιο το νόημα, με ρώτησε.