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文档简介
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0.71ÅX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>0的散射线存在(Compton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。2341原始=450=900=13500.700.75(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
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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(5)物理意义证实了光子理论的正确性,说明了光子具有质量、能量、动量---光具有粒子性。微观领域同样严格遵守能量守恒和动量守恒定律.解(1)例波长的X射线与静止的自由电子作弹性碰撞,在与入射角成角的方向上观察,问(2)反冲电子得到多少动能?(1)散射波长的改变量为多少?(3)在碰撞中,光子的能量损失了多少?(2)反冲电子的动能
(3)光子损失的能量=反冲电子的动能例1、一个电子的静质量是,对应静能,当电子的动能是100兆电子伏时,电子速度与光速之比解:
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