Compton-Effekt 03:30 min

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Transkript Compton-Effekt

Hallo und herzlich willkommen zu Physik mit Kalle! Wir marschieren munter weiter durch die Welt der Atomphysik und wollen uns heute mal den Compton-Effekt genauer ansehen. So, und auf geht's! Wir lernen heute: was der Compton-Effekt eigentlich ist, wer ihn entdeckt hat, was dabei genau passiert und warum dieser Effekt so interessant bzw. wichtig ist. So, was ist er denn nun, der Compton-Effekt? Eine kurze Erklärung wäre zum Beispiel folgende: Als Compton-Effekt bezeichnet man den Energieverlust eines Photons, das an einem Elektron oder einem anderen geladenen Teilchen gestreut wird. Streng genommen kann ein Photon hier übrigens auch Energie gewinnen, dieser Effekt wird allerdings als inverse Compton-Streuung bezeichnet. Auch wenn sich das jetzt nicht ganz so spektakulär anhört, die Entdeckung des Compton-Effekts war eine kleine wissenschaftliche Sensation. Ihr Entdecker bekam immerhin auch den Nobelpreis dafür. Wie so oft verrät es auch hier schon der Name: Der Compton-Effekt wurde 1922 von Arthur Compton entdeckt. Er beschoss Grafit mit hochenergetischer Röntgenstrahlung und stellte dabei fest, dass nicht nur verschiedene Streuwinkel auftraten, sondern sich auch die Wellenlänge, also die Energie der Photonen, um verschiedene Beträge verändert hatte. Wollen wir uns einmal ansehen, wie das Ganze ungefähr aussehen könnte: Links seht ihr ein Elektron. Wenn nun ein Photon mit genügend hoher Energie auf unser Elektron trifft, dann kann es seine Richtung um einen Winkel Phi ändern, dabei einen bestimmten Energiebetrag an das Elektron abgeben, der vom Winkel abhängt, und beide fliegen fröhlich weiter. Wenn ihr euch an die Mechanik erinnert - das ist eigentlich genau das Gleiche, wie ein elastischer Stoß. So, zum Schluss kommen wir zur vielleicht wichtigsten Frage: Warum ist das Ganze eigentlich so interessant? Das liegt daran, dass der Compton-Effekt mit der klassischen Vorstellung eines Teilchens oder einer Welle nicht erklärt werden kann. Damals war man überzeugt, dass eine Welle, die auf ein Teilchen wie ein Elektron trifft, dieses Teilchen zwar in Schwingungen versetzen kann, wodurch das Teilchen die Welle wieder aussendet, aber auf keinen Fall hätte das Teilchen die Energie verändern können. Und das ist genau das Interessante am Compton-Effekt. Er war einer der ersten Beweise, dass das Photon auch Teilcheneigenschaften bzw. das Elektron auch Welleneigenschaften haben muss. Damit war der Compton-Effekt ein großer Schritt zu einem der wichtigsten Erklärungsansätze der Quantenmechanik, nämlich dem Welle-Teilchen Dualismus. Dieser besagt, dass jedes quantenmechanische Objekt sowohl Wellen- als auch Teilcheneigenschaften hat. Aber zerbrecht euch nicht den Kopf, was das zu bedeuten hat. Damit müsst ihr euch erst auseinandersetzen, wenn ihr die Quantenphysik durchnehmt. So, dann wollen wir noch einmal zusammenfassen, was wir heute gelernt haben: Compton-Effekt nennt man die Energieänderung eines Photons, das an einem Elektron oder einem anderen geladenen Teilchen gestreut wird. Entdeckt wurde der Compton-Effekt 1922 von Arthur Compton. Die Energieänderung der gestreuten Photonen hängt vom Streuwinkel Phi ab. Der Compton-Effekt war einer der ersten Beweise, dass das Photon Teilcheneigenschaften bzw. das Elektron Welleneigenschaften haben muss. Damit war er ein wichtiger Schritt zum Welle-Teilchen Dualismus. So, das war's schon wieder für heute. Ich hoffe, ich konnte euch helfen. Vielen Dank fürs Zuschauen, vielleicht bis zum nächsten Mal. Euer Kalle!

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4 Kommentare
  1. Default

    Fehler bei 0:39
    Energieverlust eines Photons, das...

    Von Maximilian Bernhardt, vor fast 2 Jahren
  2. Default

    war hammer KALLE

    Von Jobe1505, vor fast 2 Jahren
  3. Default

    stimmt, das Video ist soweit wirklich gut aber ein langsameres Sprechtempo wäre von Vorteil :-)

    Von Tobias Drube, vor fast 3 Jahren
  4. Default

    nicht schlecht aber m,einer meinung nach einen kleinen tick zu schnell gesprochen. versuch lieber langsamer zu sprechen, damit die zuhörer auch mitkommen. =D

    Von Hdsp4, vor fast 5 Jahren