康普顿效应康普顿效应.ppt

康
普
顿
效
应
康
普
顿
效
应

(1892-1962)美国物理学家
散射光中除了和入射光波长l 0 相同的射
康普顿实验指出
康普顿实验指出
质的波长改变都相同。
也随着增加;在同一散射角下,所有散射物
j
2. 当散射角
增加时,波长改变
l
0
l
子量大的物质康普顿散射较弱;
1. 原子量小的物质康普顿散射较强,原
究中还发现:
我国物理学家吴有训在与康普顿共同研
线之外,还出现一种波长大于l 0 的新的射线。
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吴有训
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遇到的困难
经典电磁理论在解释康普顿效应时
2. 无法解释波长改变和散射角的关系。
射光频率应等于入射光频率。
其频率等于入射光频率,所以它所发射的散
过物质时,物质中带电粒子将作受迫振动,
1. 根据经典电磁波理论,当电磁波通
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光子理论对康普顿效应的解释
康普顿效应是光子和电子作弹性碰撞的
子能量几乎不变,波长不变。
小于原子质量,根据碰撞理论, 碰撞前后光
光子将与整个原子交换能量,由于光子质量远
2. 若光子和束缚很紧的内层电子相碰撞,
是散射光的波长大于入射光的波长。
部分能量传给电子,散射光子的能量减少,于
1. 若光子和外层电子相碰撞,光子有一
结果,具体解释如下:
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3. 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。
光子理论对康普顿效应的解释
最后得到:
此式说明:波长改变与散射物质无关,
m
2
l
l
=
0
2
2
h
c
sin
0
j
(
)
的理论值和实验值相符。
l
l
0
增加。
仅决定于散射角;波长改变随散射角增大而
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二、光子的动量
一定的质量m与一定的能量E相对应:
一个光子的能量:
光子的质量:
m是相对论质量,光子不能静下来,没有静止质量
光子的动量:
又因为:
所以:
光子的动量和光子能量的比较:
与
P与ε是描述粒子性的,λ、ν是描述波动性的,h则是连接粒子和波动的桥梁