光子理论对康普顿效应的解释

1、2mce cchmcp2he 2chm爱因斯坦的质能方程：爱因斯坦的质能方程：光子的能量：光子的能量：光子的相对论质量：光子的相对论质量：光子的动量：光子的动量：hch散射光散射光波长变大的原因（波长变大的原因（p36p36页）。页）。hp(1)(1)有力地支持了爱因斯坦有力地支持了爱因斯坦“光量子光量子”假设假设 (2)(2)首次在实验上证实了首次在实验上证实了“光子具有动量光子具有动量”的假的假设设(3)(3)证实了证实了在微观世界的单个碰撞事件中在微观世界的单个碰撞事件中, ,动量动量和能量守恒定律仍然是成立的和能量守恒定律仍然是成立的. .康普顿于康普顿于19271927年获诺贝尔物理

2、奖。年获诺贝尔物理奖。5.5.吴有训对研究康普顿效应的贡献吴有训对研究康普顿效应的贡献证实了康普顿效应的证实了康普顿效应的普遍性普遍性（用银的（用银的x x射线射线对十五种物质做了散射实验）。对十五种物质做了散射实验）。解释解释p35p35页图页图17.2-517.2-5散射散射光光可能可能的方的方向。向。17.3 17.3 粒子的波动性粒子的波动性人类对光的本性的认识过程人类对光的本性的认识过程古代光的牛古代光的牛顿微粒说顿微粒说托马斯托马斯杨和菲涅杨和菲涅耳的光的波动说耳的光的波动说麦克斯韦的光麦克斯韦的光的电磁说的电磁说爱因斯坦的爱因斯坦的光子说光子说光具有波粒二象性光具有波粒二象性1

3、1、光的波粒二象性、光的波粒二象性he hp动量和能量动量和能量粒子性粒子性h h架起了粒子性与波动性之间的桥梁架起了粒子性与波动性之间的桥梁. .实物实物粒子粒子有无有无波动性波动性呢？呢？频率和波长频率和波长波动性波动性2 2、德布罗意波（物质波）、德布罗意波（物质波）法国物理家法国物理家,1929,1929年诺贝尔物理学奖年诺贝尔物理学奖获得者获得者, ,波动力学波动力学的创始人的创始人, ,量子力量子力学的奠基人之一学的奠基人之一. .提出假设提出假设: :实物粒子也具有波动性实物粒子也具有波动性. .hhp一个运动粒子都与一个对应的波一个运动粒子都与一个对应的波相联系相联系. .这种

4、和实物粒子相联系的波称为这种和实物粒子相联系的波称为德布罗意波德布罗意波( (也叫物质波也叫物质波),),其波长其波长 称为德布罗意波长称为德布罗意波长. .以以学位论文学位论文获得获得19291929年诺贝尔物理学奖年诺贝尔物理学奖. . 电子束在晶体表面散射实验时电子束在晶体表面散射实验时, ,观察到了和观察到了和x x射线射线在晶体表面衍射相类似的衍射现象在晶体表面衍射相类似的衍射现象, ,从而证实了电子从而证实了电子具有波动性具有波动性. .k kd du um m镍单晶镍单晶b bg g1) 1) 戴维孙戴维孙- -革末实验（革末实验（19271927）3 3、德布罗意假设的实验证明

5、、德布罗意假设的实验证明19371937诺贝尔物理学奖诺贝尔物理学奖电子衍射实验电子衍射实验多晶多晶 铝铝 箔箔 电子的单缝、双缝、三缝和四缝衍射实验图象电子的单缝、双缝、三缝和四缝衍射实验图象2)2)、g.p.g.p.汤姆孙（汤姆孙（19271927）3)3)、约恩孙（、约恩孙（19601960）单缝衍射单缝衍射双缝衍射双缝衍射三缝衍射三缝衍射四缝衍射四缝衍射陆续证实了质子、中子以及原子、分子等陆续证实了质子、中子以及原子、分子等实物实物微观粒子微观粒子都具有波动性都具有波动性, ,并都满足德布罗意关系并都满足德布罗意关系. .由由光光微观粒子微观粒子任何任何运动运动着的着的宏观物体宏观物体

6、电子具有波动性电子具有波动性. .物质波（德布罗意波）的概念物质波（德布罗意波）的概念: :任何一个任何一个运动运动着的物体都有一种波与它对应。着的物体都有一种波与它对应。hp如速度如速度v v=5.0=5.0 10102 2m/sm/s飞行的飞行的子弹子弹, ,质量为质量为m m=10=10-2-2kg,kg,对应对应的德布罗意波长为：的德布罗意波长为：nmmvh25103 . 1 如电子如电子m m=9.1=9.1 1010-31-31kg,kg,速速度度v v=5.0=5.0 10107 7m/s,m/s,对应的对应的德布罗意波长为：德布罗意波长为：nmmvh2104 . 1 太小测不到！太小测不到！x x射线波段射