- Американский физик, лауреат Нобелевской премии (1927 г.).
- Изобретатель люминесцентной лампы.
- Американский физик, обнаруживший полное внутреннее отражение рентгеновских лучей.
- Американский физик, открывший широтный эффект в космических лучах.
КОМПТОН (Compton) Артур Холли (1892-1962) - американский физик. Открыл и объяснил эффект, названный его именем. Обнаружил полное внутреннее отражение рентгеновских лучей. Открыл широтный эффект в космических лучах. Участник создания атомной бомбы. Нобелевская премия (1927).
КОМПТОН (обсерватория) - КО́МПТОН (гамма-обсерватория им. Комптона, обычно сорк. GRO), американская космическая обсерватория для изучения Вселенной в гамма-диапазоне. Работала на низкой орбите в 1991-2001 гг. За время своей работы она обнаружила более 400 источников космического гамма-излучения. Она также зарегистрировала более 2,5 тыс. гамма-всплесков, тогда как ранее было зафиксировано только около 300. Была названа в честь А. Комптона (см. КОМПТОН Артур).
КОМПТОН Артур - КО́МПТОН (Compton) Артур Холли (1892-1962), американский физик. Открыл и объяснил эффект, названный его именем. Обнаружил полное внутреннее отражение рентгеновских лучей. Открыл широтный эффект в космических лучах. Участник создания атомной бомбы. Нобелевская премия (1927).
* * *
КО́МПТОН (Compton) Артур (Холли) (10 сентября 1892, Вустер, штат Огайо, США -15 марта 1962, Беркли, Калифония), американский физик, член Национальной академии наук, лауреат Нобелевской премии, член многих академий мира.
Черты дискретного в непрерывном
Будущий замечательный американский физик-экспериментатор родился немногим раньше, чем в физику вошло слово «квант»: для объяснения законов теплового излучения, как показал Макс Планк (см. ПЛАНК Макс), пришлось допустить, что электромагнитные лучи уносят энергию порциями - квантами. Комптон окончил Вустерский колледж в год рождения квантовой модели атома Бора - Резерфорда и поступил в Принстонский университет в следующем году, когда опыты Джеймса Франка (см. ФРАНК Джеймс) и Густава Людвига Герца (см. ГЕРЦ Густав) доказали, что атомы и поглощают энергию только определенными порциями, как то и утверждал Бор. А еще раньше, в 1905 А. Эйнштейн (см. ЭЙНШТЕЙН Альберт) убедительно показал, что для объяснения законов фотоэффекта (см. ФОТОЭФФЕКТ) приходится признать, что и поглощение излучения происходит все теми же квантами. Идея дискретности была органически чужда классическому представлению об электромагнитном излучении. И поэтому у сторонников классической физики оставалась всего лишь одна надежда: пусть и испускание, и поглощение происходит порциями, но, может быть, хотя бы распространение излучения происходит по волновым законам! Опыты, которые задумал тридцатилетний Артур Комптон и должны были проверить это.
Опыт
Картина рассеяния электромагнитного излучения на электронах в классической теории выглядит так: электромагнитная волна налетает на несущую электрический заряд материальную точку - электрон; электрическое поле волны заставляет заряженную частицу колебаться, причем частота этих вынужденных колебаний равна частоте волны; колеблющийся электрон сам становится излучателем - от него расходятся «вторичные» электромагнитные волны, и при этом их частота равна частоте колебаний электрона. Таким образом, из классической теории однозначно следует, что частота электромагнитных волн при их рассеянии на свободных электронах не меняется. Именно это и вознамерился проверить Комптон. Брать в качестве мишени покоящиеся свободные электроны было технически трудно, да и излишне. Вполне подходили и обычные электроны в атомах, но только излучение требовалось такое, чтобы энергия каждого кванта была значительно больше энергии связи электрона в атоме: тогда этой связью можно было попросту пренебречь. Вполне подходили рентгеновские лучи. Их рассеяние на атомах вещества и исследовал Комптон.
Результаты оказались иными, чем предсказывала классическая теория: частота рассеянных лучей была меньше, чем у падающих, причем эта разница оказывалась тем значительнее, чем на больший угол происходило рассеяние. Этот результат, не вписывающийся в классическую картину рассеяния, находил немедленное простое объяснение, стоило принять, что излучение состоит из порций, каждая из которых несет не только энергию, но и импульс. При рассеянии каждого кванта электрон может «отобрать» у кванта излучения часть его импульса, («отдача») а, значит, и энергии; поскольку же, согласно теории квантов, энергия пропорциональна частоте, то это и объясняет наблюдавшееся Комптоном ее уменьшение. За этот эксперимент (для которого потребовалось разработать и новый метод определения длины волны рентгеновского излучения) и за его теоретическое объяснение Артур Комптон был удостоен в 1922 Нобелевской премии. Комптон выполнил также и другие важные исследования: наблюдал полное внутреннее отражение рентгеновских лучей, в 1921 пришел к догадке о спине (см. СПИН), был одним из тех, кто обнаружил широтный эффект космических лучей и наличие в них заряженных частиц.
Артур Комптон в 1920-23 гг. был профессором университета Дж. Вашингтона в Сент-Луисе, потом 22 года проработал в университете в Чикаго, а затем вернулся (в качестве ректора университета) в Сент-Луис. В годы Второй мировой войны возглавлял Металлургическую лабораторию. В 1941 возглавил комитет НАСА по изучению военных аспектов ядерной физики.
Являлся членом многих академий и удостоен ряда престижных наград.
КОМПТОН Артур (Compton, Arthur Holly)
(1892-1962), американский физик, лауреат Нобелевской премии 1927. Родился 10 сентября 1892 в Вустере (шт. Огайо). Окончил Вустерский колледж (1913) и Принстонский университет (1914). Работал преподавателем физики в университете штата Миннесота, затем инженером-исследователем в фирме "Вестингауз лэмп" ("Westinghouse Lamp Co.") в Питсбурге. В 1919 получил государственную стипендию, что дало ему возможность в течение года заниматься научно-исследовательской работой в Кавендишской лаборатории в Кембридже. С 1920 Комптон - профессор физики университета Джорджа Вашингтона в Сент-Луисе, а в 1923-1945 - Чикагского университета. В 1945-1953 - ректор университета Джорджа Вашингтона, с 1954 - почетный профессор. Работы Комптона посвящены атомной физике, физике космических лучей. В 1920 в Кавендишской лаборатории начал исследования рассеяния и поглощения рентгеновских лучей и в 1923 открыл эффект увеличения их длины волны при рассеянии на слабо связанных электронах (эффект Комптона). За это открытие Комптон в 1927 был удостоен Нобелевской премии (совместно с Ч.Вильсоном). Дал объяснения эффекта (независимо от П.Дебая) исходя из представления об электромагнитном излучении как о потоке фотонов, что стало одним из важнейших подтверждений квантовой теории. Обнаружил явление полного внутреннего отражения рентгеновских лучей, разработал метод определения их длины волны. В 1932 открыл широтный эффект космических лучей. Во время Второй мировой войны Комптон руководил металлургической лабораторией при Чикагском университете, участвовавшей в работе по созданию "уранового котла". С 1946 по 1948 состоял членом Комиссии по высшему образованию при президенте США. Среди многочисленных наград Комптона - медали Б.Румфорда (1927), Д.Юза (1940), Б.Франклина (1940). Основные публикации - Рентгеновские лучи и электроны (X-rays and Electrons, 1926); Рентгеновские лучи: теория и эксперимент (X-rays in Theory and Experiment, 1935, в соавторстве с С.Аллисоном).
Умер Комптон в Беркли (шт. Калифорния) 15 марта 1962.
ЛИТЕРАТУРА
Комптон А., Аллисон С. Рентгеновские лучи. М. - Л., 1941
Ко́мптон Артур Холли (Compton) (1892-1962), американский физик. Открыл и объяснил эффект, названный его именем. Обнаружил полное внутреннее отражение рентгеновских лучей. Открыл широтный эффект в космических лучах. Участник создания атомной бомбы. Нобелевская премия (1927).
КОМПТОН-БЕРНЕТ (Compton-Burnett) Айви (1884-1969) - английская писательница. Автор "семейных" романов "Братья и сестры" (1929), "Мужья и жены" (1931), "Родители и дети" (1941), "Старшие и лучшие" (1944), действие которых происходит в викторианской Англии.
КОМПТОН-БЕРНЕТ Айви - КО́МПТОН-БЕ́РНЕТ (Compton-Burnett) Айви (1884-1969), английская писательница. Автор «семейных» романов «Братья и сестры» (1929), «Мужья и жены» (1931), «Родители и дети» (1941), «Старшие и лучшие» (1944), действие которых происходит в викторианской Англии.
КОМПТОН-БЕРНЕТ Айви (Compton-Burnett, Ivy) (1884-1969), английская романистка. Родилась 5 июля 1884 в Пиннере (Англия), изучала античные языки и литературу в Лондонском университете (1902-1906). Первый ее роман - Пасторы и хозяева (Pastors and Masters, 1925). Начиная с романа Братья и сестры (Brothers and Sisters, 1929) она ежегодно публиковала по книге вплоть до 1963 (Господь и его дары - God and His Gifts). В 1951 и 1967 была награждена орденами Британской империи III и II степени. Большую часть жизни провела в Лондоне. В романах леди Айви бушуют семейные страсти, торжествует порок, а добродетель попирается. В романе Женщин больше, чем мужчин (More Women Than Men, 1933) деспотическая директриса убивает жену своего приемного сына, к которому одержима страстью, и ее преступление остается безнаказанным. В итоге она становится "лучше", чем была прежде, поскольку теперь она счастлива. Почти все художественные задачи решаются с помощью диалога - лаконичного, точного, часто абстрактного. Комптон-Бернетт прибегает к традиционным сценическим приемам, таким, как реплики в сторону и подслушивание. Ранние ее романы, в том числе Мужья и жены (Men and Wifes, 1931), Дом и его хозяин (House and its Head, 1935), посвящены теме убийства в семье. В последующих шести, за исключением романа Семья и состояние (A Family and a Fortune, 1939), появляются словоохотливые дети, причем их диалоги нисколько не отличаются от диалогов старших. Это Дочери и сыновья (Daughters and Sons, 1937), Родители и дети (Parents and Children, 1941), Те, кто старше и лучше (Elders and Betters, 1944), Слуга и служанка (Manservant and Maidservant, 1947), Два мира - два пути (Two Worlds and Their Ways, 1949). В последний период творчества писательница выпустила романы Темнота и свет (Darkness and Day, 1951), Настоящее и прошлое (Present and the Past, 1953), Мать и сын (Mother and Son, 1955), Отец и судьба (Father and his Fate, 1957), История одного наследства (A Heritage and Its History, 1959), Падение великих (The Mighty and Their Fall, 1961). Посмертно опубликован роман Последний и первый (The Last and The First, 1971), где проглядывает ее прежняя художественная манера. Умерла Комптон-Бернетт в Лондоне 27 августа 1969.
Ко́мптона эффе́кт - открытое А. Комптоном (1922) упругое рассеяние электромагнитного излучения малых длин волн (рентгеновского и гамма-излучения) на свободных электронах, сопровождающееся увеличением длины волны λ. Комптона эффект противоречит классической теории, согласно которой при таком рассеянии λ не должна меняться. Комптона эффект подтвердил правильность квантовых представлений об электромагнитном излучении как о потоке фотонов и может рассматриваться как упругое столкновение двух «частиц» - фотона и электрона, при котором фотон передаёт электрону часть своей энергии (и импульса), вследствие чего его частота уменьшается, а λ увеличивается.
* * *
КОМПТОНА ЭФФЕКТ - КО́МПТОНА ЭФФЕ́КТ, открытое А. Комптоном (1922) упругое рассеяние электромагнитного излучения малых длин волн (рентгеновского и гамма-излучения) на свободных электронах, сопровождающееся увеличением длины волны l. Комптона эффект противоречит классической теории, согласно которой при таком рассеянии l не должна меняться. Комптона эффект подтвердил правильность квантовых представлений об электромагнитном излучении как о потоке фотонов и может рассматриваться как упругое столкновение двух «частиц» - фотона и электрона, при котором фотон передает электрону часть своей энергии (и импульса), вследствие чего его частота уменьшается, а l увеличивается.
КОМПТОНА эффект - открытое А. Комптоном (1922) упругое рассеяние электромагнитного излучения малых длин волн (рентгеновского и гамма-излучения) на свободных электронах, сопровождающееся увеличением длины волны l. Комптона эффект противоречит классической теории, согласно которой при таком рассеянии l не должна меняться. Комптона эффект подтвердил правильность квантовых представлений об электромагнитном излучении как о потоке фотонов и может рассматриваться как упругое столкновение двух "частиц" - фотона и электрона, при котором фотон передает электрону часть своей энергии (и импульса), вследствие чего его частота уменьшается, а l увеличивается.
КОМПТОНА ЭФФЕКТ - изменение длины волны, сопровождающее рассеяние пучка рентгеновских лучей в тонком слое вещества. Явление было известно еще за несколько лет до работы А. Комптона, который опубликовал в 1923 результаты тщательно выполненных экспериментов, подтвердивших существование этого эффекта, и одновременно предложил его объяснение. (Вскоре независимое объяснение было дано П.Дебаем, почему явление иногда называют эффектом Комптона - Дебая.) В то время существовали два совершенно разных способа описания взаимодействия света с веществом, каждый из которых подтверждался значительным числом экспериментальных данных. С одной стороны, теория электромагнитного излучения Максвелла (1861) утверждала, что свет представляет собой волновое движение электрического и магнитного полей; с другой, квантовая теория Планка и Эйнштейна доказывала, что при некоторых условиях пучок света, проходя через вещество, обменивается с ним энергией, причем процесс обмена напоминает столкновение частиц. Важное значение работы Комптона состояло в том, что она явилась важнейшим подтверждением квантовой теории, поскольку, показав неспособность теории Максвелла объяснить экспериментальные данные, Комптон предложил простое объяснение, основанное на гипотезе квантов. Согласно теории Планка и Эйнштейна, энергия света с частотой n передается порциями - квантами (или фотонами), энергия которых Е равна постоянной Планка h, умноженной на n. Комптон же предположил, что фотон несет импульс, который (как следует из теории Максвелла) равен энергии Е, деленной на скорость света с. При столкновении с электроном мишени рентгеновский квант передает ему часть своей энергии и импульса. В результате рассеянный квант вылетает из мишени с меньшими энергией и импульсом, а следовательно, с более низкой частотой (т.е. с большей длиной волны). Комптон указал, что каждому рассеянному кванту должен отвечать выбиваемый первичным фотоном быстрый электрон отдачи, что и наблюдается экспериментально.
ЭФФЕКТ КОМПТОНА
Разработанная позднее Комптоном теория сводилась к следующему. Согласно формулам релятивистской механики, масса частицы, движущейся со скоростью v, равна
где m0 - масса той же частицы в состоянии покоя (при v = 0), а c - скорость света. Полная энергия частицы дается выражением E = mc2, но лишь часть ее составляет кинетическая энергия, так как покоящаяся частица имеет энергию m0c2. Поэтому кинетическую энергию KE частицы можно найти, вычтя эту энергию из полной:
Импульс частицы равен произведению ее массы на скорость; следовательно,
Сохранение энергии при столкновении фотона с электроном требует, чтобы выполнялось равенство
Поскольку импульс электрона отдачи равен
баланс импульса вдоль оси AB таков:
а вдоль оси CD, перпендикулярной AB,
где n' - частота рассеянного кванта. Из этих трех уравнений следует, что увеличение l'- l длины волны рассеянного кванта равно:
тогда как энергия электрона отдачи в зависимости от угла его вылета равна:
Величина h/m0c в формуле для Dl представляет собой универсальную постоянную, которая называется комптоновской длиной волны и равна 0,0242 (1 равен 10-8 см). Для рентгеновских квантов с длиной волны 10-8 см и меньше сдвиг длины волны, очевидно, весьма значителен. Позднее на основе собственных и других экспериментальных данных Комптону удалось показать, что формулы точно предсказывают зависимость энергии кванта и электрона от углов их вылета. Поскольку при вычислениях использовались лишь законы сохранения энергии и импульса, а эти законы справедливы и в современной квантовой механике, формулы Комптона не нуждаются в каких-либо уточнениях. Однако их можно дополнить, поскольку они ничего не говорят об относительном числе квантов, рассеянных в различных направлениях. Такая теория, дающая выражение для интенсивности рассеянного излучения, была впервые разработана на основе дираковской релятивистской квантовой механики О.Клейном и Й.Нишиной в 1929, и вновь было найдено, что теория хорошо описывает эксперимент. Значение открытия Комптона состояло в том, что впервые было показано наличие у планковских и эйнштейновских квантов света всех механических свойств, присущих прочим физическим частицам. За свое открытие А.Комптон был удостоен Нобелевской премии по физике за 1927. См. также
СВЕТ;
ЛИТЕРАТУРА
Зоммерфельд А. Строение атома и спектры. М., 1956
Ко́мптона эффе́кт обра́тный - упругое рассеяние фотонов на электронах высокой энергии, приходящее к увеличению энергии (частоты) фотонов (уменьшению длины волны).
* * *
КОМПТОНА ЭФФЕКТ ОБРАТНЫЙ - КО́МПТОНА ЭФФЕ́КТ ОБРА́ТНЫЙ, упругое рассеяние фотонов на электронах высокой энергии, приводящее к увеличению энергии (частоты) фотонов (уменьшению длины волны).
КОМПТОНА ЭФФЕКТ ОБРАТНЫЙ - упругое рассеяние фотонов на электронах высокой энергии, приводящее к увеличению энергии (частоты) фотонов (уменьшению длины волны).
Ко́мптоновская длина́ волны́ - величина, имеющая размерность длины и указывающая область проявления релятивистских квантовых эффектов. Название связано с тем, что через комптоновскую длину волны выражается изменение длины волны электромагнитного излучения при эффекте Комптона. Для частицы массы m комптоновская длина волны 
, где ħ - Планка постоянная, с - скорость света. Для электрона 
0 ≈ 3,86·10-11 см,
для протона 
≈ 2,10·10-14 см.
* * *
КОМПТОНОВСКАЯ ДЛИНА ВОЛНЫ - КО́МПТОНОВСКАЯ ДЛИНА́ ВОЛНЫ́, величина, имеющая размерность длины и указывающая область проявления релятивистских квантовых эффектов. Название связано с тем, что через комптоновскую длину волны выражается изменение длины волны электромагнитного излучения при эффекте Комптона. Для частицы массы m комптоновская длина волны l0КОМПТОНОВСКАЯ ДЛИНА ВОЛНЫh/mc, где h - Планка постоянная (см. ПЛАНКА ПОСТОЯННАЯ), с - скорость света. Для электрона l0КОМПТОНОВСКАЯ ДЛИНА ВОЛНЫ3,86·10-11 см, для протона l0КОМПТОНОВСКАЯ ДЛИНА ВОЛНЫ2,10·10-14 см
КОМПТОНОВСКАЯ длина волны - величина, имеющая размерность длины и указывающая область проявления релятивистских квантовых эффектов. Название связано с тем, что через комптоновскую длину волны выражается изменение длины волны электромагнитного излучения при эффекте Комптона. Для частицы массы m комптоновская длина волны l0~h/mc, где h - Планка постоянная, с - скорость света. Для электрона l0~3,86.10-11 см, для протона l0~2,10.10-14 см КОМПТОНОВСКИЙ СПЕКТРОМЕТР - прибор для определения спектра g-лучей по энергетическому спектру электронов, образующихся при эффекте Комптона.
Ко́мптоновский спектро́метр - прибор для определения спектра γ-лучей по энергетическому спектру электронов, образующихся при эффекте Комптона.
* * *
КОМПТОНОВСКИЙ СПЕКТРОМЕТР - КО́МПТОНОВСКИЙ СПЕКТРО́МЕТР, прибор для определения спектра g-лучей по энергетическому спектру электронов, образующихся при эффекте Комптона.