资源简介

(共12张PPT)
康普顿效应
一、实验装置
康普顿效应
康普顿(Compton A. H., 1892-1962)
石墨散射体
入射光 0
探测器
散射光
准直系统
θ
二、实验结果
实验发现: 散射的X射线中有与入射线波长 0 相同成份,
也有波长大于 > 0 的散射线
波长改变量( = – 0)与散射角 有关, 与 0 和散射物质无关。
按经典理论 :散射波频率=入射波频率 出现了困难
三、光子理论解释康普顿效应
光子与自由电子或与原子束缚很弱的电子相碰撞
碰前: 电子:
动量=0
光子:
碰后:
电子:
光子:
e
1）首次实验证实爱因斯坦提出的光子理论：
2）支持了“光量子”概念，证实了普朗克假设
= h 。
3）证实了在微观的单个碰撞事件中，动量和能
量守恒定律仍然是成立的。
光 子具有质量、能量、动量。
思考: 在两种效应中, 光子与电子相碰撞时, 能量和动
量在碰撞前后的关系如何
光电效应—光子能量与电子的束缚能同一 数量级;
光子与电子作完全非弹性碰撞。
康普顿效应—光子能量远大于电子的束缚能;
光子与电子作几乎完全弹性碰撞。
比较光电效应和康普顿效应
近代认为光具有波粒二象性
光的干涉衍射: 波动性（宏观）
光电效应康普顿效应: 粒子性（微观）
波动性和粒子性是对光的两种描述
基本关系式
粒子性
波动性
光，波长和频率的关系:
光子的能量，量子化
光速，静质量零，能量=动量
导出光子的动量，量子化
线性色散
例: X射线与静止电子作用时, 入射的X射线( 0 = 0.7 )与散射线( = 0.72 )互相垂直。 求: 1)反冲电子动能;
2)反冲电子运动方向与入射线方向的夹角。
e
解:1) 根据能量守恒定律:
2) 根据动量守恒定律:
例: 一束射线光子的波长为6×10-3 nm, 与一个电子发生正碰, 其散射角为1800（如图12 - 10）所示。试求：
（1）射线光子波长的变化？
（2）被碰电子的反冲动能是多少？
图12 – 10光子与静止电子的碰撞
（2）入射光子的能量为
解（1）将散射角 代入康普顿散射公式（12 - 12）可求出波长的改变量：
散射光子的能量为
至于被碰电子，根据能量守恒，它所获得的动能等于入射光子与散射光子的能量之差
动量守恒
pe = 8.5×10 -23 kg·m/s
θ=38°44′
e
θ

展开更多......

收起↑