Vine o radiatie luminoasa pe un corp. Cum ne dam seama ce se intampla?

[b12mihai]

Mai demult, la ora de fizica (clasa a XII-a) ne-a pus acea intrebare pe care am enuntat-o in subiect: "Vine o radiatie luminoasa pe un corp. Cum ne dam seama ce se intampla?" - se incalzeste corpul? are loc efect fotoelectric? are loc fenomen Compton?

Nu am nici cea mai vaga idee cum as putea raspunde la aceasta intrebare, asa ca va rog sa ma ajutati (daca puteti) sa inteleg despre ce e vorba, mai exact...

[Electron]

Stii ce inseamna "efectul fotoelectric"? Dar "fenomentul/efectul Compton" ? Trebuie sa cunosti aceste lucruri, ca "a se incalzi un corp" cred ca stie toata lumea ce inseamna.

e-

[b12mihai]

Da, le-am studiat la scoala, atat fenomenul fotoelectric, cat si fenomenul Compton.

Efect fotoelectric = eliberare de electroni dintr-un corp, supus unei radiatii luminoase. De aici a rezultat caracterul dual al luminii (corpuscul-unda), pentru ca nu a putut fi explicat prin teoria ondulatorie privind originea luminii si de aici a aparut notiunea de cuanta de energie, foton si ciocnirea foton-electron. (nu stiu daca am sintetizat bine  )

Efect Compton = atunci cand lucrul mecanic de extractie e neglijabil in raport cu energia fotonilor incidenti (adica electronii sunt foarte slab legati, iar pe acel corp vine o radiatie cu frecventa mare, ale carei energii ale fotonilor sunt foarte mari) si are loc, astfel, imprastierea fotonilor incidenti si aparitia unor fotoni secundari, cu frecventa mai mica decat cea a celor incideni (iarasi nu stiu daca am sintetizat bine  ) .

La nevoie, pot reciti din manual sau ma uit prin alte carti in cazul in care consideri(considerati) ca trebuie sa ma mai uit pe alte "notiuni".

[Electron]

Ok, acestea fiind spuse, care parte a interbarii ramane nerezolvata ?

e-

[b12mihai]

Paaai ... sa o luam metodic:

- cand vine lumina pe un corp, ii masuram temperatura => aflam daca s-a incalzit sau nu

- nu am inteles exact cum iti dai seama daca are loc fenomen fotoelectric sau nu (sau cred ca nu stiu sa exprim "stiintific")

- am inteles ca acest domn Compton a facut un experiment, de care nu ni s-a spus CUM l-a facut, ci doar rezultatele lui (adica ce apare in definitia enuntata anterior).

Cred ca pare destul de penibila intrebarea, da` chiar nu imi dau seama   

[Electron]

Paaai ... sa o luam metodic:

- cand vine lumina pe un corp, ii masuram temperatura => aflam daca s-a incalzit sau nu

Mi se pare corect.

- nu am inteles exact cum iti dai seama daca are loc fenomen fotoelectric sau nu (sau cred ca nu stiu sa exprim "stiintific")

Eu as zice ca trebuie sa detectezi electronii care sunt eventual emisi. Cu un ecran fluorescent de exemplu. Asta tine de metoda experimetala, daca nu vi s-a explicat cum se pot detecta electronii emisi, nu vad de unde puteti inventa voi raspunsul...

- am inteles ca acest domn Compton a facut un experiment, de care nu ni s-a spus CUM l-a facut, ci doar rezultatele lui (adica ce apare in definitia enuntata anterior).

Din cele spuse de tine mai sus, diferenta cu efectul fotoelectric este ca se emit nu doar electroni ci rezulta si fotoni de energie mai mica decat cei incidenti. Detectarea acestor particule si energia lor permite deci in principiu identificarea efectului care are loc.

Cred ca pare destul de penibila intrebarea, da` chiar nu imi dau seama 

Intrebarea nu e neaparat foarte simpla, totul depinde de ce vi s-a predat despre metoda experimentala implicata in fiecare tip de experiment. Adica depinde ce se asteapta de la voi. Daca trebuie sa inventati voi o metoda experimentala si detectorii si toate cele, atunci e destul de complicat. Daca vi s-a predat in detaliu despre ele, raspunsul se bazeaza simplu pe rezultatele experimentale diferite in fiecare caz.

e-

[Adi]

Am si eu cateva comentarii:

- definitia de la efectul Compton nu e chiar corecta cum a fost prezentata. As zice ca acest efect spune ca un foton este ca si o particula atunci cand se ciocneste de alte particule, de exemplu de un electron. Adica daca ciocnirea intre un electron si alt electron este ca ciocnirea a doua bile de biliard, tot asa este si ciocnirea unui electron cu un foton de lumina care are lungime de unda comparabila cu cea a electronului (lungimea de unda Planck). Dupa coliziune, acelasi electron e deviat cu alta energie, iar acelasi foton (nu foton secundar) e deviat cu alta energie, de obicei mai mica, si deci cu lungime de unda mai mare.

- daca detectezi fotoni de o singura frecventa de la un corp, nu poti sa ii determini temperatura. Pentru asta iti trebuie intregul spectru, deci aparate foarte precise.

- daca vin fotoni de lumina de verde, violet, uv si asa mai departe pe materialul tau, atunci fenomenul fotoelectric se produce in materialul tau, dar nu in cel emitent.

- la fel daca se intampla fenomenul compton, inseamna ca fenomenul s-a petrecut in aer, intre cele doua corpuri, nu la primul corp.

- deci prin eliminare mai ramane ca e vorba de incalzirea unui corp, cand atunci emite lumina sigur.

[mircea_p]

Fiind vorba de o intrebare de la ora de fizica, nu cumva e vorba de a prezice ce se va intampla si nu de a detecta experimental?
Adica o analiza a efectelor radiatiei in functie de lungime de unda?
De exemplu,si foarte simplificat,  daca e vorba de microunde sau infrarosu, se incalzeste.
Daca e radiatie vizibila cu frecventa peste prag, apare efect fotoelectric. Daca sant raze X, e efect Compton.
Detectarea experimentala a fiecarui efect (mai ales cand se intampla simultan) cred ca e peste nivelul clasei a 12-a.

[b12mihai]

Intrebarea nu e neaparat foarte simpla, totul depinde de ce vi s-a predat despre metoda experimentala implicata in fiecare tip de experiment.

Intrebarea ne-a pus-o atunci cand am facut ciocnirea foton-electron (inainte sa facem efectul Compton)...si de atunci nu a ramas rezolvata.

Daca trebuie sa inventati voi o metoda experimentala si detectorii si toate cele, atunci e destul de complicat.

In nici un caz nu se astepta sa inventam noi o metoda experimentala, ci doar, probabil, sa intelegem cum s-au detectat atat fenomenul fotoelectric (de catre Hallwachs, daca am retinut bine, dar primul care a sesizat ceva de genul a fost Hertz...deci sa intelegem experimentele si interpretarea rezultatelor de catre cei care s-au ocupat cu studiul acestui fenomen) cat si fenomenul Compton (aici nu ne-a mai predat experimentul, ci doar rezultatele acestuia).

Cred ca raspunsul la care se astepta era cel de la @mircea_p...insa "intelegerea completa" sau mai bine zis "un raspuns complet" ar fi si cu detectarea experimentala, sa inteleg.

In orice caz, va multumesc Adi, Electron si mircea_p pentru raspunsuri, acum m-am lamurit despre ce era vorba si ce ar fi trebuit sa stiu. Si m-am gandit sa corelez raspunsul cu aplicatiile din viata de zi cu zi:

- cuptorul cu microunde incalzeste mancarea (si se aprinde un bec in el cand functioneaza)
- panourile solare au la baza fenomenul fotoelectric
- la efectul Compton nu am gasit, inca, o aplicatie (mai bine nu stiu eu care ar fi)

[Adi]

- la efectul Compton nu am gasit, inca, o aplicatie (mai bine nu stiu eu care ar fi)

Vezi ultimul rand de aici.

[cris]

Traim intr-o lume a radiatiilor.Cum in viata de zi cu zi nu prea intilnim corpuri cu temperatura zero absolut putem spune ca toate corpurile inconjuratoare emit permanent radiatii de un anumit spectru conform radiatiei corpului negru.
In ce priveste un corp supus radiatiei avem cateva variante.
-Energia fotonului nu poate schimba starea electronilor si atunci avem doar un efect termic adica mareste agitatia atomilor.
-Schimba starea unui electron si pierde din energie deci ii scade frecventa.
-Foton gamma poate produce modificari nucleare.

[HarapAlb]

- la efectul Compton nu am gasit, inca, o aplicatie (mai bine nu stiu eu care ar fi)

Sau aici Compton camera.

[b12mihai]

Foarte interesanta Compton camera. 

Quote from: gothik12 on November 06, 2009, 12:32:36 pm
- la efectul Compton nu am gasit, inca, o aplicatie (mai bine nu stiu eu care ar fi)

Eu nu am spus ca nu exista aplicatii, ci doar ca nu le-am gasit sau nu stiu de existenta lor. Recunosc probabil m-am exprimat aiurea  mea culpa