物理-1电子教案新概念04波

电磁波的速度为c，根据相对论速度公式：v=c2P/E得电磁波的动量为PE根据相对论能量与动量关系E=c(mo2c2+P2得电磁波的静质量为：mo结论：一电磁波的能量与动量之间的关系和一个静质量为零的粒子相同二、电磁波与自动量守恒定律：0+E/c= 能量守恒定律：0+E= 但一个电子的EK与Pe其之间应有如下关系EK=c(me2c2+Pe2)1/2-me (3)式与(1)、(2) 结论：一个自由学生可能会感到电效应时，没有提到这个问题原因：光电效应中考虑的电子是束缚的非自由电子，能同时满足能量和动量守恒且原子或分子因质量远比电子大而只接受很小一部分能量以及很小一部分动量能量如此之小，通常根本不予考虑。子与电子一起分仅发生吸收而不违背这两个量之一的守恒2、效实验发现当我们分析通过一个有自由电子存在的区域的电磁辐射时，我们观察到，除入射辐射之外，还有不同频率的另一辐射存在。这种新的辐射被解释为自由效应实验装置示意X晶 线θ石墨X射线.... (b) 普 (c)效

....OoO..

波长λ............ (b) 普 (c)效

....OOoOO波长λ..................... (b).........普. (c).效

....OOOOOOo波长λ..................... (b).........普. (c).效

..

....OOOOOOOOo波长λ实验结 波长的改变随散射角(散射线与入射线之经典电磁理论的经典电磁理论对光散射的解释当电磁波通过物体时，将引起物体内带电粒子的受迫振动。每个振动着的带电粒子将向四周辐射，就成为散射光。从波动观点来看，带电粒子受迫振动的频率等于入射光的频率，所发射的光的频率应与光的波动理论能够解释波长不变的散射而不能解释顿效应“粒子”(光子)，把电子对电磁波的散射定性解释波因为碰撞换的能量和碰撞的角度有中的电子只有外层缚得较弱，内小的物质，散射较强，而原子量大的物质，效应定量分析Y

X

P φe e动量守恒PPe P2=(P-P’)2=P2+P’2-2P·e=(E2+E’2-2EE’cosθ)/e能量守恒：Emec2E’c(m2c2e

)e) P2=(E+mc2-E’)2/c2-m =[E2+E’2+2(E-E’)mec2-2EE’]/ 1/E’-1/E=(1-cosθ)/ E=h=hc/，E’=h’=hc/ ’-=(h/mec)(1- ’-=c(1- chmec0.0024nm，称波长。上式说明了波长的改变’-与角θ增大时-也将随之增加。根据c的测量值，以及me和c，可计算h的值，与以前在黑体辐射和光电效应 例： 散射中，如果反冲电子的度为光速60，则因散射使电子获得能解：Ekmc2-=moc2[(1-v2/c2)-1/2-=Eo[(1-0.62)-1/2-=Eo(1/0.8-1=0.25所以电子获得能量即动能是静能的0.25倍例11-4：在 散射实验中，入射的X射线波长λ=0.01nm，如果光的散射角是90o，求(1)散射线的波长；(2)反冲电子的动能；(3)反冲电子的出射角φ以及反冲电子的动量。解：(1)已知散射角θ=90o，波长改变量△λ=λ’-=0.0024(1-cos=0.0024所以散射线波长λ’=λ+△λ=0.01+0.0024=0.0124Ek=hυ-=hc(1/λ-==3.85×10- =2.4×10 P′=h/λ′P=P′=h/λ′P=h/λφPe光子动Ph/λ电子动Pe散射后光子动P电子动Pe根据动量守恒定律：P+Pe=P’+Pe’tgφ=P’/Pλ/λ’0.1/0.1240.8065反冲电子的出射φ=arctg0.8065=P′=h/λ′P=h/λφPe反冲电子的动量Pe’=