اثر کومپٹن

فزکس (physics) وچ اثر کومپٹن (Compton effect، کومپٹن اثر' یا Compton scattering) تو‏ں مراد کسی فوٹون دا کسی الیکٹرون تو‏ں ٹکرا کر اپنی کچھ توانائی الیکٹرون نو‏‏ں منتقل کر دینا ا‏‏ے۔ جدو‏ں ایکس شعاع یا گاما شعاع دا فوٹون کسی الیکٹرون تو‏ں ٹکراندا اے تو اپنی کچھ توانائی کھو دیندا اے جدو‏ں کہ الیکٹرون اِنّی ہی توانائی حاصل کر لیندا ا‏‏ے۔ یعنی اس ٹکر دے نتیجے وچ ایکس شعاع یا گاما ریز دا تعدد کم ہو جاندا ا‏‏ے۔ اسنو‏ں ایويں وی کہہ سکدے نيں کہ اس ٹکر دے نتیجے وچ ایکس شعاع یا گاما شعاع دا طولِ موج ودھ جاندا اے کیونکہ تعدد تے طول موج اک دوسرے دے بالعکس متناسب ہُندے نيں۔ ایکس شعاع یا گاما شعاع دے فوٹون دی توانائی وچ کمی دے باعث ایہ ٹکر اک inelastic scattering ہُندی ا‏‏ے۔

گریفائیٹ وچ کچھ الیکٹرون نہایت کمزور گرفت (bond) تو‏ں اپنے مرکزے (nucleus) تو‏ں بندھے ہُندے نيں یعنی تقریباً آزاد ہُندے نيں۔ آرتھر کومپٹن نو‏‏ں ایہ معلوم سی کہ جدو‏ں ایکس شعاع گریفائیٹ تو‏ں ٹکرا کر منعکس ہُندی نيں تو انہاں دا تعدد (تے توانائی) کچھ کم ہو جاندی ا‏‏ے۔ ایہ انعکاس نور دے قوانین دے خلاف سی ۔

جے روشنی تے ہور برقناطیسی امواج نو‏‏ں صرف اک موج ( لہر) مان لیا جائے تو اس امر دی سائنسی وضاحت ممکن نئيں ا‏‏ے۔ 1923 وچ آرتھر ہولی کومپٹن نے پلانک دے مفروضے (Planck’s quantum theory) دے تحت روشنی نو‏‏ں لہر دی بجائے ذرات (photons) سمجھدے ہوئے اس امر دی کامیاب سائنسی وضاحت کيتی تے 1927 وچ فزکس دا نوبل انعام حاصل کیتا۔

اک فوٹون جس دا طول موج $\lambda \,$ اے بائاں طرف تو‏ں آ کر اک ساکت الیکٹرون تو‏ں ٹکراندا اے تے دوسری طول موج $\lambda '\,$ دے نال زاویہ $\theta \,$ اُتے مڑ جاندا اے . ایہ بالکل ایسا اے جداں کہ فرش اُتے لڑھکتی ہوئی دو گینداں آپس وچ ٹکراندی نيں تے توانائی تے معیار حرکت دا تبادلہ ہُندا ا‏‏ے۔

• جدو‏ں نظر آنے والی روشنی دے فوٹون جداں اک کم توانائ دا فوٹون کسی مادے تو‏ں ٹکراندا اے تو ضیا برقی اثر (photoelectric effect) دا عمل نمایاں ہُندا ا‏‏ے۔ اس عمل وچ فوٹون مکمل طور اُتے غائب ہو جاندا ا‏‏ے۔
• جدو‏ں اس تو‏ں زیادہ توانائی دا فوٹون کسی مادے تو‏ں ٹکراندا اے تو کومپٹن اثر عمل وچ آندا اے جس وچ تصادم دے بعد فوٹون دی سمت بدل جاندی اے تے اوہدی توانائ کم ہونے دی وجہ تو‏ں اوہدی فریکوئنسی کم ہو جاندی اے یعنی اس دا طول موج ودھ جاندا ا‏‏ے۔ تصادم دے نتیجے وچ الیکٹرون وی اپنی جگہ تو‏ں ہل جاندا اے تے اک سمت وچ حرکت شروع کر دیندا اے یعنی ہن اس وچ حرکی توانائی آ جاندی ا‏‏ے۔ الیکٹرون دی ایہ حاصل کردہ توانائی فوٹون دی کم شدہ توانائی دے برابر ہُندی ا‏‏ے۔ تصادم دے بعد فوٹون دا زاویہ $\theta \,$ جتنا زیادہ وڈا ہو گا اِنّی ہی زیادہ اس دے تعدد وچ کمی ہوئے گی۔ تصادم تو‏ں پہلے تے بعد فوٹون تے الیکٹرون دی کل توانائی، بار (charge) تے معیار حرکت برقرار رہندا اے یعنی ایہ تصادم لچکدار ہُندا ا‏‏ے۔
• جدو‏ں بہت زیادہ توانائی دا فوٹون کسی مادے تو‏ں ٹکراندا اے تو جوڑے دی پیدائش (pair production) دا عمل وجود وچ آندا اے جس وچ فوٹون فنا ہو جاندا اے تے اک الیکٹرون تے پوزیٹرون دا جوڑا وجود وچ آ تا ا‏‏ے۔ اِنّی زیادہ توانائی یعنی 1.023MeV صرف گاما ریز دے فوٹون وچ ہی ہُندی ا‏‏ے۔
• جدو‏ں اس تو‏ں وی زیادہ توانائی دا فوٹون کسی ایٹمی مرکزے تو‏ں ٹکراندا اے تو مرکزہ ٹوٹ سکدا ا‏‏ے۔ ایسے عمل نو‏‏ں فوٹوڈس انٹیگریشن یا photofission کہندے نيں۔

جب ایلومینیم اُتے مختلف توانائی دی گاما ریز (gamma rays) پائی جاندی نيں تو کم توانائی دی شعاعاں تو‏ں ضیا برقی اثر نمایاں ہُندا اے تے بہت زیادہ توانائی دی شعااں تو‏ں جوڑے دی پیدائش دا عمل۔ درمیانی توانائی دی شعاعاں تو‏ں اثر کامپٹن زیادہ نمایاں ہُندا ا‏‏ے۔

اثر کومپٹن Compton effect تے ضیا برقی اثر Photoelectric effect نے فزکس داناں نو‏‏ں ایہ ثبوت فراہ‏م کیتا کہ روشنی دی نوعیت ذرا‏‏تی quantum ہُندی ا‏‏ے۔

بالعکس کومپٹن اثر

جے فوٹون کسی ایسے الیکٹرون تو‏ں ٹکرائے جو ساکت ہونے دی بجائے پہلے ہی تو‏ں نہایت تیزی تو‏ں حرکت کر رہیا ہو تو توانائی دی منتقلی فوٹون تو‏ں الیکٹرون دی بجائے الیکٹرون تو‏ں فوٹون دی جانب ہُندی اے تے فوٹون دی فریکوئنسی ودھ جاندی ا‏‏ے۔ اس عمل نو‏‏ں Inverse Compton scattering کہندے نيں۔
سمجھیا جاندا اے کہ بلیک ہول تو‏ں آنے والی ایکس ریز دا کچھ حصہ (0.2-10 keV) اسی طرح پیدا ہُندا ا‏‏ے۔

ہور ویکھو

• برقناطیسی ریڈی ایشن Electromagnetic waves
• جوڑے دی پیدائش Pair production
• جوڑے دی فنا Pair annihilation
• ضیا برقی اثر Photoelectric effect
• سیاہ جسمی ریڈی ایشن

بیرونی ربط

• http://www.launc.tased.edu.au/online/sciences/physics/compton.html Archived 2013-03-07 at the وے بیک مشین