《康普顿效应》高三物理教案-课堂练习

第页共页《康普顿效应》高三物理教案-课堂练习课堂练习康普顿效应是指射线与物质相互作用时，射线的波长改变的现象。它是证明光子具有动量、波粒二象性的重要实验，也是研究原子、分子结构和物质内部电子结构等领域中不可或缺的实验方法。在高三物理课程中，康普顿效应是非常重要的内容之一。为了让学生更好地掌握这部分内容，我们需要进行课堂练习。下面是一份《康普顿效应》高三物理教案-课堂练习，希望能给大家带来一些启示。一、选择题下列说法正确的是（）康普顿效应是指光子与物质相互作用时，光的频率增大康普顿效应是指光子与物质相互作用时，光的波长增大康普顿效应是指光子与物质相互作用时，光的波长和频率均发生变化康普顿效应是指光子与物质相互作用时，光的波长会减小，频率不变2.康普顿效应发生的必要条件是（）光的波长大于0.1nm光子具有动量物质具有自转物质能够产生电子3.下列哪个表达式可以表示康普顿波长移动量Δλ（）Δλ=h/λΔλ=h/(mc)Δλ=h/(m0c)Δλ=h/(m0c)(1-cosθ)4.如果一束波长为0.1nm的X射线照射在一块靶材上，产生一个角度为60°的散射光线。求此时散射后的X射线波长移动量。6.19×10^-13m6.63×10^-36J·s1.24×10^6m/s1.99×10^8m/s5.在康普顿散射过程中，下列哪种情况的散射光子能量最大？入射光子能量小，出射角度小入射光子能量大，出射角度大入射光子能量大，出射角度小入射光子能量小，出射角度大二、计算题一束波长为0.03nm的X射线，与一块钨靶材发生康普顿散射，散射角为90°。求散射后X射线的波长。（计算结果保留两位小数）解题思路：根据康普顿散射的公式：Δλ=h/(m0c)(1-cosθ)，可以求出波长移动量Δλ。然后用散射之后的波长λ’减去散射之前的波长λ，即可得到散射后的波长。解答：入射光子能量E=h·c/λ=4.13×10^-15J靶材中电子静止质量m0=9.11×10^-31kg散射角θ=90°，cosθ=0Δλ=h/(m0c)(1-cosθ)=2h/(m0c)=1.18×10^-12m散射后的波长λ’=λ+Δλ=0.0312nm一束波长为0.05nm的X射线，与一块铂靶材发生康普顿散射，散射角为60°。求散射后X射线的波长。（计算结果保留两位小数）解题思路：同上。解答：入射光子能量E=h·c/λ=2.49×10^-15J靶材中电子静止质量m0=9.11×10^-31kg散射角θ=60°，cosθ=0.5Δλ=h/(m0c)(1-cosθ)=h/(m0c)·1.5=1.77×10^-12m散射后的波长λ’=λ+Δλ=0.0518nm三、分析题试描述康普顿效应的实验原理和过程，阐述为什么会出现波长移动现象。答：康普顿效应是指光子与物质相互作用时，光子的波长会发生变化。这是由于光子与物质相互作用时，光子的能量要转移到物质中的电子上。在这个过程中，光子的波长发生变化，而频率不变。康普顿效应实验的原理是：将一束X射线照射在靶材上，发生康普顿散射。在散射过程中，X射线会与靶材中的电子发生碰撞，将一部分能量传递给电子。在散射后，X射线的波长发生变化，这种波长变化与所散射光线的散射角度有关。康普顿效应在什么场合中得到应用？请列举。答：康普顿效应在研究原子、分子结构和物质内部电子结构等领域中得到了广泛的应用，具体场合有：应用于核物理实验，通过康普顿效应可以探测到放射性核素中的伽马射线。应用于生物医学，通过康普顿散射可以制备出生物材料的X射线显影图像。应用于材料研究，通过康普顿效应可以研究材料内部的电子结构和原子结构，进而提高材料的性能和质量。康普顿效应在科学研究和技术开发中