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文档简介
1920年，美国物理学家康普顿在观察X射线被物质散射时，发现散射线中含有波长发生变化了的成分.—
实验装置q
=
0q
=
45q
=
90q
=135I（相对强度）l0l0ll
l（波长）l二 实验结果在散射X射线中除有与入射波长相同的射线外，还有波长比入射波长更长
的射线.三经典理论的困难经典电磁理论预言，散射辐射具有和入射辐射一样的频率.经典理论无法解释波长变化.0v
=0x光子n0y电子入射光子（
X
射线或射线）能量大.四 量子解释（1）物理模型qxyj电子光子n固体表面电子束缚较弱，可视为近自由电子.电子热运动能量<<hn
，可近似为静止电子.电子反冲速度很大，需用相对论力学来处理.~
105
eVE
=
hn范围为：1042
2c
2h
2n
nc
2h
2n
2c
2h
2n
2-
2
0
cos
q=
0
+m
vx0
0
ehn
ehn
vmyee0ccqjhv
+
m
c2
=
hn
+
mc20
0（2）理论分析能量守恒ce0
=c
e
+
mvhn0
hn
动量守恒020022
4022
4n
-n)n(1-cosq)
+
2m
c
h(-
2h
n)
=
m
ccm
c
(1-v2康普顿波长C=
2.43·10-12
m
=
2.43·10-3
nmhm0cl
=002
22
40
022
4n
-n)-2h
n
n(1-cosq)
+2m
c
h()
=
m
ccm
c
(1-v202
2
-1/
2m
=
m
(1-v
/
c
)Dl
=
h
(1-cosq)
=
2h
sin2
qm0c
m0c
2c
-
c
=n
n0
m0c康普顿公式h
(1-cosq)
=
l
-l
=
Dl0q
=
0,
Dl
=
0q
=
π,
(Dl)max
=
2lC散射光子能量减小l
>
l0
,n
<n0C0m
cDl
=
h
(1-
cosq)
=
l
(1-
cosq)康普顿公式（3）结论散射光波长的改变量Dl
仅与q有关x0
hn0
eehn
mvyee0ccqj讨论若l0
>>
lC
则l
»
l0,可见光观察不到康普顿效应.Dl
与q
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Dl
=0
的散射光是因光子与金属中的紧束缚电子（原子核）的作用.物理意义光子假设的正确性，狭义相对论力学的正确性.微观粒子也遵守能量守恒和动量守恒定律.C0m
cDl
=
h
(1-
cosq)
=
l
(1-
cosq)康普顿公式解（1）00
002
2)
=
295eVl
l
l
lhc
hc
hc
lEk
=
mc
-
m
c
=
-
=
(1-电子作弹性碰撞,例
波长
l0
=1.00
·10-10
m
的X射线与静止的自由在与入射角成
90
角的方向上观察,问（1）散射波长的改变量Dl
为多少？反冲电子得到多少动能？在碰撞中，光子
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