20xx魯科版高中物理選修3-5第五章第二節(jié)康普頓效應(yīng)(完整版)
【正文】 ． 光的波粒二象性 ( 1) 光的本性：光子既有 __ __ __ 的特征，又有 __ __ 的特征，即光具有__ __ __ __ __ __ ． ( 2) 光是一種 __ __ __ __ ． ( 3) 當(dāng)光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)，光在傳播過程中波動(dòng)性明顯；當(dāng)光的波長(zhǎng)較短時(shí)，光子與粒子相互作用時(shí)， __ __ __ __ 明顯． 粒子 波 波粒二象性 電磁波 粒子性 [ 再判斷 ] 1 ．康普頓效應(yīng)證實(shí)了光子不僅具有能量，也具有動(dòng)量． ( √ ) 2 ．康普頓效應(yīng)進(jìn)一步說明光具有粒子性． ( √ ) 3 ．光的波動(dòng)性和粒子性是統(tǒng)一的，光具有波粒二象性． ( √ ) [ 后思考 ] 太陽光從小孔射入室內(nèi)時(shí)，我們從側(cè)面可以看到這束光；白天的天空各處都是亮的；宇航員在太空中，盡管太陽光線耀眼刺目，其他方向的天空卻是黑的，為什么？ 【提示】 地球上存在著大氣，太陽光經(jīng)大氣中的微粒散射后傳向各個(gè)方向；而在太空的真空環(huán)境下，光不再散射，只向前傳播． [ 核心點(diǎn)擊 ] 1 ． 對(duì)康普頓效應(yīng)的理解 ( 1) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 X 射線管發(fā)出波長(zhǎng)為 λ0的 X 射線，通過小孔投射到散射物石墨上． X 射線在石墨上被散射，部分散射光的波長(zhǎng)變長(zhǎng)，波長(zhǎng)改變的多少與散射角有關(guān)． ( 2) 康普頓效應(yīng)與經(jīng)典物理理論的矛盾 按照經(jīng)典物理理論，入射光引起物質(zhì)內(nèi)部帶電粒子的受迫振動(dòng)，振動(dòng)著的帶電粒子從入射光吸收能量，并向四周輻射，這就是散射光．散射光的頻率應(yīng)該等于粒子受迫振動(dòng)的頻率 ( 即入射光的頻率 ) ．因此散射光的波長(zhǎng)與入射光的波長(zhǎng)應(yīng)該相 同，不應(yīng)該出現(xiàn)波長(zhǎng)變長(zhǎng)的散射光．另外，經(jīng)典物理理論無法解釋波長(zhǎng)改變與散射角的關(guān)系． ( 3) 光子說對(duì)康普頓效應(yīng)的解釋 假定 X 射線光子與電子發(fā)生彈性碰撞． ① 光子和電子相碰撞時(shí)，光子有一部分能量傳給電子，散射光子的能量減少，于是散射光的波長(zhǎng)大于入射光的波長(zhǎng)． ② 因?yàn)榕鲎仓薪粨Q的能量與碰撞的角度有關(guān)，所以波長(zhǎng)的改變與散射角有關(guān)． 2 ． 對(duì)光的波粒二象性的理解 (1) 光的粒子性的含義 粒子的含義是 “ 不連續(xù) ” 、 “ 一份一份 ” 的，光的粒子即光子，不同于宏觀概念的粒子，但也具有動(dòng)量和能量． ① 當(dāng)光同物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)，表現(xiàn)出粒子 的性質(zhì)． ② 少量或個(gè)別光子易顯示出光的粒子性． ③ 頻率高，波長(zhǎng)短的光，粒子性特征顯著． (2) 光的波動(dòng)性的含義 光的波動(dòng)性是光子本身的一種屬性，它不同于宏觀的波，它是一種概率波，即光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性 ( 概率 ) 大小可用波動(dòng)規(guī)律描述． ① 足夠能量的光 ( 大量光子 ) 在傳播時(shí)，表現(xiàn)出波的性質(zhì)． ② 頻率低，波長(zhǎng)長(zhǎng)的光，波動(dòng)性特征顯著． (3) 光的波粒二象性 ① 光的粒子性并不否定光的波動(dòng)性，光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，波動(dòng)性、粒子性都是光的本質(zhì)屬性，只是在不同條件下的表現(xiàn)不同．
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