(2)康普顿效应 1923年,康普顿在做光线穿过材料的散射实验时,发现除了与入射光线波长相同的光线外,还存在比入射光线波长更长的光线。 变化量与散射角有关,与入射光或散射物质的波长无关。 (3)康普顿散射的实验设备和规则:根据经典电磁理论:如果入射的X射线是一定波长的电磁波,则散射光的波长不会改变! 散射中发生的现象称为康普顿散射。 康普顿散射曲线的特点:除了原来的波长之外,出现了新的散射波长,向长波方向移动。 新的波长随着散射角的增加而增加。 波长偏移为 。 波长偏移仅与散射角有关康普顿效应高中物理,与散射材料的类型和入射X射线的波长无关。 0.0241=2.4110-3nm(实验值)称为电子的波长。 康普顿散射只有在使用入射波长的光线时才能观察到,而用可见光则无法观察到康普顿散射。 (4)经典电磁理论在解释康普顿效应时遇到的困难。 根据经典电磁波理论,当电磁波穿过物质时,物质中的带电粒子将被迫振动,其频率等于入射光的频率,因此发射光、散射光的频率应为等于入射光的频率。 无法解释波长变化与散射角之间的关系。 (5) 光子理论解释了康普顿效应。 如果光子与外层电子碰撞,光子的部分能量转移给电子,散射光子的能量减少,因此散射光的波长大于入射光的波长。
如果光子与紧密束缚的内部电子碰撞,光子将与整个原子交换能量。 由于光子的质量远小于原子的质量,根据碰撞理论,光子能量和波长在碰撞前后几乎保持不变。 由于碰撞中交换的能量与碰撞角度有关,因此波长变化与散射角有关。 (6)康普顿散射实验的意义有力地支持了爱因斯坦的光量子假说; 首次通过实验证实光子具有动量的假设; 它证实了在微观世界的一次碰撞事件中,动量和能量守恒定律仍然成立。 的。 描述光的波粒二象性并总结它。 (1)我们所了解到的大量事实表明,光同时是一种波又是一种粒子,光具有波粒二象性。 光的离散性和连续性是相对的,是在不同条件下的表现。 光子的行为遵循统计定律。 (2)光子出现在空间各点的概率遵循涨落规律。 在物理学中,光波被称为概率波。 3、光的波动性和粒子性是在不同条件下的表现:大量光子的行为表现出波动性; 单个光子的行为表现出粒子性质; 光的波长越长,波动性越强; 光的波长越短康普顿效应高中物理,粒子性质就越强大。 光的波动性不是由光子之间的相互作用引起的,而是光子本身的一种。 例:已知太阳向地球发射的垂直于太阳光的每平方米每平方截面的辐射能量为1.4103J,其中可见光部分约占45%。 假设可见光的波长为0.55m,太阳辐射向各个方向均匀,太阳与地球的距离为R=1。 估计太阳每秒辐射的可见光光子数。 。
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