康普顿效应.ppt

引言:爱因斯坦断言:光是由光子组成,但真正证
明光是由光子组成的还是康普顿散射实验。
散射现象:光通过不均匀物质时,向各个方向发散的现象
实验发现:X射线→金属或石墨时,也有散射现象
1922—1923年,美国物理学家康普顿研究了射线经过金属石墨等物质散射后的光谱成份
一实验装置
X光
光
栏
石墨
Å
X射线分析仪
二实验结果
散射线中有与入射线相同的散射线存在,也有波长>pton散射)。
散射线波长的增量与散射角有关( 增加, 增加, 一定, 一定, 与散射物质无关)
原子量较小的物质散射较强。原子量大的物质,康普顿效应较弱。
2
3
4
1
原始
=450
=900
=1350


(Å)
强
度
Compton实验是X射线散射的实验,按经典理论是X射线的电场迫使散射物中的电子作强迫振荡,而向周围辐射同频率的电磁波的过程。
三经典理论的困难
康普顿散射是光与物质的相互作用,先要搞清:
在什么条件下发生的相互作用?
相互作用的形式是什么?
电子热运动能量,可近似为静止电子.
Compton散射是光子和静止的自由电子的相互作用
入射光子( X 射线或射线)能量大.
石墨中的电子所受的束缚能量仅有几个电子伏特。相当于是没受束缚的自由电子。
范围为:
光子
电子
(1)物理模型
四量子解释
碰撞前
碰撞后
电子
光子
反冲电子
光子
能量
动量
0
=
+
+
=
+
电子
光子
(2)理论分析
康普顿波长
康普顿公式
散射光波长的改变量仅与有关
散射光子能量减小
(3)结论
康普顿公式
(4)讨论
若则,可见光观察不到康普顿效应.
与的关系与物质无关,是光子与近自由电子
间的相互作用.
散射中的散射光是因光子与金属中的紧束缚
电子(原子核)的作用.
康普顿公式
对原子量较大的物质,大多数电子所受的束缚较强,康普顿散射较弱