大學(xué)物理量子力學(xué)初步光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)(參考版)
2025-06-22 12:21本頁面
【正文】 光有二象性 波長大或障礙物小 → 波動性突出 波長小或障礙物大 → 粒子性突出 光作為電磁波是彌散在空間而連續(xù)的； 。 光子的能量： 光子的質(zhì)量： ?? hchmcp ???0, 02 ?? mchm ?光子的動量： ? = h? 29 描寫 光的粒子性 的 ?、 p， 與 描寫 光的波動性 的 ?、 ? 通過 ? = h? ； 相聯(lián)系 其中： h = ? 1034 J光在與物質(zhì)發(fā)生作用時表現(xiàn)出粒子性，如光電效應(yīng)，康普頓效應(yīng)。 吳有訓(xùn) 康普頓散射實驗曲線 01 2 0?j想一想？ 曲線表明： 28 關(guān)于光的波粒二象性 光具有波動性，又有粒子性，即波粒二象性。 四、吳有訓(xùn)對研究康普頓效應(yīng)的貢獻(xiàn) 27 1. ? ?與散射物質(zhì)無關(guān) ,僅與散射角有關(guān)。 在同一散射角 ( ) 測量各種波長的散射光強度， 作了大量 X 射線散射實驗， 01 2 0?j（ 18971977） 吳有訓(xùn) 吳有訓(xùn)先生曾任清華物理系主任、 中國科學(xué)院付院長。 三 .康普頓散射實驗的意義 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。 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)來了某種熒光輻射”；在計算中起先只 考慮能量守恒，后來才認(rèn)識到還要用動量守恒。 在光電效應(yīng)中，原子也要參與動量交換， ∴ “光子 ─ 電子系統(tǒng)”動量不守恒。 討論： 23 康普頓效應(yīng) 中的自由電子 不能像光電效應(yīng) 那樣吸收光子 而是散射光子？ 若靜止的自由電子吸收光子， 不可能 ！ cv ??2200 mccmh ???000 ?? nvmnch ??220 /1/ cvmm ??2211cvcv????∴ 自由電子 不可能吸收光子，（不能同時滿足能量守恒和動量守恒）， 只能散射光子。； 是可見光 波長 的 ～ 105） 1. 為什么 ?? 與 散射物 的種類無關(guān)？ 散射物中的電子都看成 自由電子了。（二步過程，見 P19） 聯(lián)立以上三式，可以解得： 0??? ?? ? )c o s1( j? ?? c實驗測得 ?c = ?c 稱為電子的 Compton波長 22 2. 為什么在散射線中還觀察到有與 原波長 的射線？ 3. 為什么用 可見光 做散射實驗，觀察不到 波長的偏移現(xiàn)象？ 光子與石墨中和原子核束縛很緊的內(nèi)層電子 的碰撞，應(yīng)看做是光子和 整個原子 的碰撞。的 X射線 , 二 .對康普頓散射的解釋 19 按能量與動量守恒定律應(yīng)有 vmnhnhmchcmh???
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