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文档简介
第2节康普顿效应 光的散射 光在介质中与物质微粒相互作用 因而传播方向发生改变 这种现象叫做光的散射 康普顿效应 1923年康普顿在做x射线通过物质散射的实验时 发现散射线中除有与入射线波长相同的射线外 还有比入射线波长更长的射线 其波长的改变量与散射角有关 而与入射线波长和散射物质都无关 晶体 光阑 探测器 0 散射波长 康普顿散射的实验装置 称为电子的compton波长 只有当入射波长 0与 c可比拟时 康普顿效应才显著 因此要用x射线才能观察到康普顿散射 用可见光观察不到康普顿散射 入射波长较长时 主要产生光电效应 波长的偏移只与散射角 有关 而与散射物质种类及入射的x射线的波长 0无关 c 0 0241 2 41 10 3nm 实验值 康普顿效应发生的条件 经典电磁波理论的困难 根据电磁波理论 当电磁波通过物质时 物质中带电粒子将作受迫振动 过物质时 物质中带电粒子将作受迫振动 射光频率应等于入射光频率 无法解释波长改变和散射角的关系 光子说对康普顿效应的解释 康普顿效应是光子和电子弹性碰撞的结果若光子和外层电子相碰撞 光子有一部分能量传给电子 散射光子的能量减少 于是散射光的波长大于入射光的波长 若光子和束缚很紧的内层电子相碰撞 光子将与整个原子交换能量 由于光子质量远小于原子质量 根据碰撞理论 碰撞前后光子能量几乎不变 波长不变 因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关 所以波长改变和散射角有关 康普顿散射实验的意义 有力地支持了爱因斯坦 光量子 假设首次在实验上证实了 光子具有动量 的假设 证实了在微观世界的单个碰撞事件中 动量和能量守恒定律仍然是成立的 1925 1926年 吴有训用银的x射线 0 5 62nm 为入射线 以15种轻重不同的元素为散射物质 吴有训对研究康普顿效应的贡献 1923年 参加了发现康普顿效应的研究工作 对证实康普顿效应作出了重要贡献 在同一散射角 测量各种波长的散射光强度 作了大量x射线散射实验
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