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文档简介

1、康普顿效应 1920年，美国物理学家康普顿研究了X射线在石墨上的散射.163 康普顿效应(1892-1962）康普顿（A. H.Compton）一 实验装置 光阑X 射线管探测器X 射线谱仪晶体0散射波长,0 石墨体(散射物质)0散射曲线的三个特点： 1、除原波长0外，出现了移向长波方面的新的散射波长。 2、新波长 随散射角 的增大而增大。 3、当散射角增大时，原波长的谱线强度降低，而新波长的谱线强度升高。 散射出现了0的现象，.o（A）0.7090.749波长.称为康普顿散射。二 实验结果= 2.4110-3nm（实验值） 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

2、察到。实验表明：c 称为电子的康普顿波长c = 2.4110-2新散射波长 入射波长0 波长的偏移 = 0 只与散射角 有关，和散射物质无关。实验规律： 经典电磁理论预言，散射辐射具有和入射辐射一样的频率 。 经典理论无法解释波长变化 。三 经典理论的困难四 量子解释 光子理论认为康普顿效应是光子和电子作弹性碰撞的结果，具体解释如下： 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

3、能量和碰撞的角度有关，所以波长改变和散射角有关。光子电子 电子反冲速度很大，需用相对论力学来处理. 入射光子（ X 射线或 射线）能量大 . 固体表面电子束缚较弱，可视为近自由电子. 五 理论分析电子光子 电子热运动能量 ，可近似为静止电子. 范围为：能量守恒动量守恒碰撞过程中能量与动量守恒反冲电子质量 余弦定理 康普顿波长 康普顿公式解得：= 2.4310-3nm等于实验值实验规律 散射光波长的改变量 仅与 有关 康普顿公式讨论 碰撞光子把部分能量传给电子 光子的能量 散射X射线频率（波长）物理意义康普顿获得1927年诺贝尔物理学奖 p = /c = h /c = h / 支持了“光量子”概念，进一步证实了 = h证实了在微观领域的单个碰撞事件中，动量和能量守恒定律仍然是成立的。 首次实验证实了爱因斯坦提出的“光量子具有动量”的假设。 解（1） 例 波长 的X射线与静止的自由电子作弹性碰撞, 在与入射角成 角的方向上观察, 问（2）反冲电子得到多少动能？（1）散射波长的改变量 为多少？（3）在碰撞中，光子的能量损失了多少？（2） 反冲电子的动能 （3） 光子损失的能量反冲电子的动能一 氢原子光谱的规律性 1885年瑞士数学家巴耳末发现氢原子光谱可见光部分的规律其中红蓝紫16 4 氢原子的玻尔理论 18

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