BAC : Effet Compton

Dans cette vidéo, on aborde l'effet Compton, découvert par Arthur Compton en 1923. Cet effet se produit lorsque un photon énergétique entre en collision avec un électron faiblement lié à son atome. L'électron est éjecté de l'atome, qui devient ionisé, et un photon de longueur d'onde supérieure est diffusé. Cet effet prouve que la lumière est faite de corpuscules et non d'ondes. On dispose d'un schéma montrant le photon incident, le photon diffusé et l'électron en mouvement. On a aussi la relation de Compton, qui est lambda prime (longueur d'onde du photon diffusé) moins lambda (longueur d'onde du photon absorbé) égal à lambda c (longueur d'onde de Compton) fois 1 moins le cosinus de Theta (angle de diffusion). On explique comment l'interprétation de Compton prouve la nature corpusculaire de la lumière en montrant que la collision entre le photon et l'électron est similaire à la collision entre deux particules massiques. On explique également pourquoi la longueur d'onde du photon diffusé est plus grande que celle du photon incident. Cela est dû à un bilan d'énergie, où l'énergie du photon diffusé est plus faible, ce qui entraîne une longueur d'onde plus grande. On calcule ensuite la longueur d'onde de Compton, qui est d'environ 2,4 x 10^-12 m. On en déduit un encadrement pour lambda prime moins lambda, qui varie entre 0 et lambda c. Ces longueurs d'onde correspondent à des rayons x, qui sont des ondes très énergétiques. Enfin, on calcule la longueur d'onde des rayons x utilisés pour bombarder un cristal de calcite, qui est d'environ 7,1 x 10^-11 m. On détermine également la longueur d'onde et l'énergie des photons diffusés à un angle de 45 degrés, qui sont respectivement d'environ 7,17 x 10^-11 m et 17,3 kV. On applique ensuite le principe de conservation d'énergie pour déterminer l'énergie de l'électron arraché au cristal, qui est d'environ 171 eV. En résumé, cette vidéo présente l'effet Compton, qui est une preuve de la nature corpusculaire de la lumière. On explique les principaux aspects de l'effet, tel que la collision entre le photon et l'électron, la variation de longueur d'onde du photon diffusé et les calculs associés.