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1、2021-6-6 2021-6-6 光 在 介 质 中 与 物 质 微 粒 相 互 作用 ,因 而 传 播 方 向 发 生 改 变 ,这种 现 象 叫 做 光 的 散 射 2021-6-6 1923年 康 普 顿 在 做 X 射 线 通 过 物 质 散 射的 实 验 时 ， 发 现 散 射线 中 除 有 与 入 射 线 波长 相 同 的 射 线 外 ， 还有 比 入 射 线 波 长 更 长的 射 线 ， 其 波 长 的 改变 量 与 散 射 角 有 关 ，而 与 入 射 线 波 长 和 散射 物 质 都 无 关 。 2021-6-6 晶体 光阑X 射线管探测器X 射线谱仪 石墨体(散射物质)
2、j0散射波长 2021-6-6 称 为 电 子 的 Compton波 长只 有 当 入 射 波 长 0与 c可 比 拟 时 ， 康 普 顿 效 应 才 显 著， 因 此 要 用 X射 线 才 能 观 察 到 康 普 顿 散 射 ， 用 可 见 光观 察 不 到 康 普 顿 散 射 。 入 射 波 长 较 长 时 ， 主 要 产 生 光电 效 应 。 波 长 的 偏 移 只 与 散 射 角 j 有 关 ， 而 与 散 射 物 质 种类 及 入 射 的 X射 线 的 波 长 0 无 关 ，0 (1 cos )c j c = 0.0241=2.4110-3nm（ 实 验 值 ） 2021-6-6 2
3、021-6-6 2021-6-6 根 据 电 磁 波 理 论 ， 当 电 磁 波 通 过物 质 时 ， 物 质 中 带 电 粒 子 将 作 受迫 振 动 ， 过 物 质 时 ， 物 质 中 带 电粒 子 将 作 受 迫 振 动 ， 射 光 频 率 应等 于 入 射 光 频 率 。 无 法 解 释 波 长 改 变 和 散 射 角 的 关系 。 2021-6-6 康 普 顿 效 应 是 光 子 和 电 子 弹 性 碰 撞 的 结果 若 光 子 和 外 层 电 子 相 碰 撞 ， 光 子 有 一 部分 能 量 传 给 电 子 ,散 射 光 子 的 能 量 减 少 ，于 是 散 射 光 的 波 长 大
4、 于 入 射 光 的 波 长 。 若 光 子 和 束 缚 很 紧 的 内 层 电 子 相 碰 撞 ，光 子 将 与 整 个 原 子 交 换 能 量 ,由 于 光 子 质量 远 小 于 原 子 质 量 ， 根 据 碰 撞 理 论 ， 碰撞 前 后 光 子 能 量 几 乎 不 变 ， 波 长 不 变 。 因 为 碰 撞 中 交 换 的 能 量 和 碰 撞 的 角 度 有关 ， 所 以 波 长 改 变 和 散 射 角 有 关 。 2021-6-6 2021-6-6 有 力 地 支 持 了 爱 因 斯 坦 “ 光 量 子 ” 假 设 首 次 在 实 验 上 证 实 了 “ 光 子 具 有 动 量 ”
5、的假 设 ； 证 实 了 在 微 观 世 界 的 单 个 碰 撞 事 件 中 ， 动 量和 能 量 守 恒 定 律 仍 然 是 成 立 的 。 2021-6-6 19251926年 ， 吴 有 训 用 银 的 X射 线 (0 =5.62nm) 为 入 射 线 , 以 15种 轻 重 不 同 的 元 素 为 散 射 物 质 ，吴 有 训 对 研 究 康 普 顿 效 应 的 贡 献1923年 ,参 加 了 发 现 康 普 顿 效 应 的 研 究 工 作 .对 证 实 康 普 顿 效 应 作 出 了重 要 贡 献 。在 同 一 散 射 角 ( )测 量各 种 波 长 的 散 射 光 强 度 ， 作了 大 量 X 射 线 散 射 实 验 。0120j （ 1897-1977） 吴 有 训 2021-6-6 22 2 E m c E hhm cP m ch h hcc c 2021-6-6 hE hP 动 量 能 量 是 描 述 粒 子 的 ,频 率 和 波 长 则 是 用 来 描 述 波 的 2021-6-6 2021-6-6
高二物理康普顿效应
