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20 3康谱顿效应 康普顿 吴有训 X射线被晶体散射后 散射线波长包含波长不变和波长变长的两部分 其中波长变长的部分称为康谱顿效应 一 康谱顿效应 二 康谱顿效应的解释 康谱顿散射公式 电子的康普顿波长 康普顿效应的定量分析 由能量守恒 由动量守恒 求解得出 此式说明 波长改变与散射物质无关 仅决定于散射角 波长改变随散射角增大而增加 电子的康普顿波长 三 光电效应和康谱顿效应的区别 1 两种效应都是光子与物质中电子的相互作用 但前者是电子吸收光子的过程 后者是电子与光子的完全弹性碰撞过程 2 光电效应中 物质中的电子不能视为自由电子 康谱顿效应中 物质中的电子可视为自由电子 因两种入射光子的能量相差很大 四 光电效应和康谱顿效应的意义 光电效应证明了能量守恒定律在微观领域依然成立 康谱顿效应证明民能量守恒定律和动量守恒定律在微观领域依然成立 分别为光子的质量和动量 四 光的波 粒二象性 光不仅具有波动性 还具有粒子性 这种双重性称为波 粒二象性 波动性和粒子性之间的联系如下 例题1波长为的X射线与静止的自由电子碰撞 现在从和入射方向成角的方向去观察散射辐射 求 1 散射X射线的波长 2 反冲电子的能量 3 反冲电子的动量 解 1 散射后X射线波长的改变为 所以散射X的波长为 2 根据能量守恒 反冲电子获得的能量就是入射光子与散射光子能量的差值 所以 3 根据动量守恒 有 所以 例题2 在 射线散射实验中 若散射光波长是入射光波长的1 2倍 则入射光光子能量 0与散射光光子能量 之比 0 为 B A 10 8 B 1 2 C 1 6 D 2 0 例题3 波长为0 071nm的x射线射到石墨上 由公式 h cos mec 在与入射方向成45 角处观察到的x射线波长是 D A 0 0703nm B 0 00071nm C 0 0071nm D 0 0717nm 例题4 康普顿效应的主要特点是 D A 散射光的波长均比入射光的波长短 且随散射角增大而减小 但与散射体的性质无关 B 散射光的波长均与入射光的波长相同 与散射角 散射体性质无关 C 散射光中既有与入射光波长相同的 也有比入射光波长长的和比入射光波长短的 这与散射体性质有关 D 散射光中有些波
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