什麼是康普頓散射?
康普頓散射描述 X 射線或伽馬射線光子撞擊自由電子或鬆弛束縛電子時,能量如何因碰撞而減損的現象。此效應由阿瑟·康普頓(Arthur Compton)於 1923 年發現,為「光帶有動量、具有粒子特性」提供了決定性的證據。碰撞後,散射光子的波長會比入射光子更長,兩者之間的差值便稱為康普頓位移 Δ\lambda。
公式解析
波長偏移量只取決於散射角 θ,與原始波長無關:
式中 h 為普朗克常數(6.626 × 10^{-34} J·s),m_e 為電子靜止質量(9.109 × 10^{-31} kg),c 為光速(2.998 × 10^{8} m/s)。其中 ((h) ÷ (m_e c)) 即為電子的康普頓波長,約 2.426 × 10^{-12} m(2.426 pm)。當 θ = 0^\circ(向前散射)時偏移為零;當 θ = 180^\circ(反向散射)時偏移達到最大,此時 Δ\lambda = 2 × 2.426 pm。
如何使用本計算機
請輸入入射光子的波長(單位:奈米)以及散射角(單位:度,範圍 0–180)。計算機會回傳以皮米(pm)與奈米(nm)表示的康普頓位移 Δ\lambda,並算出散射後的波長 \lambda^{\prime} = \lambda + Δ\lambda。
範例試算
以散射角 90^\circ 為例,\cos 90^\circ = 0,因此
使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)
📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位
輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。
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📊 3. 符合公認學術與產業計算模型
演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。
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