大學(xué)物理量子力學(xué)初步光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)-資料下載頁(yè)
2025-06-19 12:21本頁(yè)面
【正文】 可能吸收光子，（不能同時(shí)滿足能量守恒和動(dòng)量守恒）， 只能散射光子。 24 5. 為什么在 光電效應(yīng) 中只考慮 “光子 ─電子系統(tǒng)”的 能量守恒，不考慮動(dòng)量守恒？ 在光電效應(yīng)中，入射的是可見光和紫外線， 與 X射線相比，光子能量較低，電子與 整個(gè)原子的聯(lián)系不能忽略，電子不能視為自由的。 在光電效應(yīng)中，原子也要參與動(dòng)量交換， ∴ “光子 ─ 電子系統(tǒng)”動(dòng)量不守恒。 25 （ 1）有力地支持了愛因斯坦 “ 光量子 ” 假設(shè)； （ 2）首次在實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了 “ 光子具有動(dòng)量 ” 的假設(shè)； （ 3）證實(shí)了 在微觀世界的單個(gè)碰撞事件中， 動(dòng)量和能量守恒定律仍然是成立的。 康普頓的成功也不是一帆風(fēng)順的，在他早期的 幾篇論文中，一直認(rèn)為散射光頻率的改變是由于 “混進(jìn)來(lái)了某種熒光輻射”；在計(jì)算中起先只 考慮能量守恒，后來(lái)才認(rèn)識(shí)到還要用動(dòng)量守恒。 康普頓于 1927 年獲諾貝爾物理獎(jiǎng)。 三 .康普頓散射實(shí)驗(yàn)的意義 26 1925— 1926年，吳有訓(xùn)用銀的 X射線 (?0 =) 為入射線 , 以 15種輕重不同的元素為散射物質(zhì)， 1923年 ,參加了發(fā)現(xiàn)康普頓效應(yīng)的研究工作。 對(duì)證實(shí)康普頓效應(yīng)作出了 重要貢獻(xiàn)。 在同一散射角 ( ) 測(cè)量各種波長(zhǎng)的散射光強(qiáng)度， 作了大量 X 射線散射實(shí)驗(yàn)， 01 2 0?j（ 18971977） 吳有訓(xùn) 吳有訓(xùn)先生曾任清華物理系主任、 中國(guó)科學(xué)院付院長(zhǎng)。他的學(xué)生中 有多人成為我國(guó)兩彈一星的功臣。 四、吳有訓(xùn)對(duì)研究康普頓效應(yīng)的貢獻(xiàn) 27 1. ? ?與散射物質(zhì)無(wú)關(guān) ,僅與散射角有關(guān)。 0?? II ? 輕元素 0?? II ?重元素 2. ， 。 吳有訓(xùn) 康普頓散射實(shí)驗(yàn)曲線 01 2 0?j想一想？ 曲線表明： 28 關(guān)于光的波粒二象性 光具有波動(dòng)性，又有粒子性，即波粒二象性。 光在傳播過程中表現(xiàn)出波動(dòng)性，如干涉、衍射、偏振現(xiàn)象。光在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)表現(xiàn)出粒子性，如光電效應(yīng)，康普頓效應(yīng)。 關(guān)于光的本性問題，我們不應(yīng)該在微粒說和波動(dòng)說之間進(jìn)行取舍，而應(yīng)該把它們看作是光的本性的兩種不同側(cè)面的描述。 光子的能量： 光子的質(zhì)量： ?? hchmcp ???0, 02 ?? mchm ?光子的動(dòng)量： ? = h? 29 描寫 光的粒子性 的 ?、 p， 與 描寫 光的波動(dòng)性 的 ?、 ? 通過 ? = h? ； 相聯(lián)系 其中： h = ? 1034 Js ?hp ?兩者怎么能統(tǒng)一呢？ 光作為粒子在空間中是集中而分立的； 兩者統(tǒng)一于 概率波 理論（見后）。 光有二象性 波長(zhǎng)大或障礙物小 → 波動(dòng)性突出 波長(zhǎng)小或障礙物大 → 粒子性突出 光作為電磁波是彌散在空間而連續(xù)的；
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