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1、12. 光子(gungz)与自由电子的碰撞 根据(gnj)相对论，得 xchch0eemu碰撞过程中能量(nngling)是守恒的，即 2200mchcmh将式 平方后减去上式，得 2002cmhmc)(2201cumm/或由于碰撞过程动量守恒，得 cos)( )()()()(chchchchmu022022cos02222022222hhhcum或)()cos()(0200242022422121hcmhcmcucm2002cmhmc)(第1页/共7页第一页，共8页。2由电子的静质量m0与运动(yndng)质量m之间的关系，得 )cos()(12202020hhcm即 )cos(100cmh
2、cc)cos1 (00cmh由于 ，所以c由上式得结论(jiln)： (1) 散射X射线的波长改变量只与光子的散射角有关(yugun)，越大，也越大。当 = 0时， = 0，即波长不变；当 = 时， = 2h / m0c，即波长的改变量为最大值。h/m0c也是基本物理常量，称为电子的康普顿波长，用C表示，C = 2.426310581012 m。 (2) 在散射角相同的情况下，所有散射物质，波长的改变量都相同。第2页/共7页第二页，共8页。3三、光的波粒二象性 光在传播过程中表现(bioxin)出波的特性，而在与物质相互作用过程中表现(bioxin)出粒子的特性。这就是说，光具有波和粒子两方面
3、的特性，称为光的波粒二象性。 波粒二象性的统计(tngj)解释： 光是由具有一定能量、动量和质量的微观粒子组成的，在它们运动的过程中，在空间(kngjin)某处发现它们的概率却遵从波动的规律。 实际上，这里所说的粒子和波，都是人们经典观念中对物质世界认识上的一种抽象和近似。 第3页/共7页第三页，共8页。4解: (1) 波长(bchng)的改变量为.m-102.43=m90cos1 (1043. 2)cos1 (12)120cmh 例1:波长为0 = 0.200 nm的X射线在某物质中产生康普顿散射，在散射角为 = 90的方向上观测到散射X射线。求： (1) 散射X射线相对于入射线的波长改变量
4、； (2) 引起这种散射的反冲电子所获得的动能Ek。 第4页/共7页第四页，共8页。5代入数据(shj)，得 J10191J1043210002100021043210003106361712101012834k.).(.E入射X光子的能量(nngling)为 J10959J100021000310636161083400.hch(2) 反冲电子所获得(hud)的动能Ek等于X光子损失的能量 hhcmmcE0202k所以)(0000hchchc第5页/共7页第五页，共8页。6点击深色键返回(fnhu)原处(A.H.Compton , 18921962)第6页/共7页第六页，共8页。7感谢您的欣赏(xnshng)第7页/共7页第七页，共8页。NoImage内容(nirng)总结1。由电子的静质量m0与运动质量m之间的关系，得。(1) 散射X射线的波长改变量只与光子的散射角有关，越大，也越大。(2) 在散射角相同的情况下，所有散射物质，波长的改变量都相同。光在传播过程中表现出波的特性，而在与物质相互作用过程中表现出粒子的特性。这就是说，光具有波和粒子两方面的特性，称为光的波粒二象性。实际上，这里所说的粒子和波，都是人们经典观念中对物质世界认识上的一种抽象(chuxing)和近似第八页，共8页。
康普顿效应实用教案
