吴有训与光的波粒二象性
吴有训教授是闻名国际的物理学家,是我国近代物理学的先驱,是中国物理学会的创始人之一. 1897年4月2日吴有训教授诞生于江西省高安县黄沙岗乡石溪村,,1921年末赴芝加哥大学并随康普顿教授从事物理学研究,1926年获博士学位后回国.
吴有训教授在物理学研究方面的卓越贡献是他用精湛的实验技术,精辟的理论分析,无可争议地证实了康普顿效应,为光的波粒二象性提供了充分的证据. 1850年法国科学家傅科用高速旋转镜法测出光在水中速度小于在空气中的速度,从而否定了牛顿的光的发射论,,爱因斯坦发现黑体辐射、光电效应等现象无法用波动论来解释,于是爱因斯坦在普朗克能量子假设的基础上提出光量子假说,认为光的能量在空间中不是连续分布的,而是表现为粒子性,每个粒子的能量为hν(h为普朗克常量,ν为光的频率),这种粒子叫做光量子,,直到1922年康普顿通过X射线放射实验发现康普顿效应以后,物理学界才普遍接受了光量子理论.
高频率的X射线被轻元素中的电子散射后波长随散射角的增加而增加,,如果把这一过程看作是光子与电子碰撞的过程,这一现象就可以得到完满的解释.
康普顿将能量守恒和动量守恒同时应用于光子对自由电子的散射过程,得到下列公式
Δλ=λ′-λ=(h/mc)(1-cosθ).
式中λ及λ′为入射光和散射光的波长,θ为散射角,m为电子的质量. 早在1923年吴有训就和康普顿一起从事X射线光谱的研究,几乎从一开始,(量子力学)即将诞生的岁月里,康普顿和吴有训,在他们的钼Kα射线经过一系列轻元素散射后的反常谱线的实验里,已经看到了物理学新纪元的曙光.
1924年吴有训与康普顿合著《经过轻元素散射后的钼Kα射线的波长》一文,发表在“.”上,1926年吴有训单独发表了“在康普顿效应中变线与不变线的能量分布”及“在康普顿效应中变线与不变线的强度比率”两篇论文,它们都发表在美国的“.”,
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