第三节 康普顿效应及其解释1．用 X 射线照射物体时，一部分散射出来的 X 射线的波长会变长，这个现象称为康普顿效应。2．按照经典电磁理论，散射前后光的频率不变，因而散射光的波长与入射光的波长相等，不应该出现波长变长的散射光。3．光子不仅具有能量，其表达式为 ε ＝ hν ，还具有动量，其表达式为 p＝。4．一个光子与静止的电子(电子的速度相对光速而言可以忽略不计)发生弹性碰撞，光子把部分能量转移给了电子，能量由 hν 减小为 hν′，因此频率减小，波长增大，同时光子还使电子获得一定的动量。5．X 射线的光子与晶体中的电子碰撞时要遵守能量守恒定律和动量守恒定律。对康普顿效应的理解1.康普顿效应现象用 X 射线照射物体时，散射出来的 X 射线的波长会变长的现象称为康普顿效应。2．康普顿效应的经典解释单色电磁波作用于比波长尺寸小的带电粒子上时，引起受迫振动，向各方向辐射同频率的电磁波。经典理论解释频率不变的一般散射可以，但对康普顿效应不能作出合理解释。3．康普顿效应的光子理论解释X 射线为一些 ε＝hν 的光子，与自由电子发生完全弹性碰撞，电子获得一部分能量，散射的光子能量减少，频率减小，波长变长。(1)光的散射是光在介质中与物质微粒的相互作用，使光的传播方向发生改变的现象。(2)散射光中也有与入射光有相同波长的射线，这是由于光子与原子碰撞，原子质量很大，光子碰撞后，能量不变，故散射光频率不变。科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子。假设光子与电子碰撞前的波长为 λ，碰撞后的波长为 λ′，则碰撞过程中( )A．能量守恒，动量守恒，且 λ＝λ′B．能量不守恒，动量不守恒，且 λ＝λ′C．能量守恒，动量守恒，且 λ<λ′D．能量守恒，动量守恒，且 λ>λ′解析：能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律，适用于宏观世界也适用于微观世界。光子与电子碰撞时遵循这两个守恒定律。光子与电子碰撞前光子的能量 ε＝hν＝h，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子，光子的能量 ε′＝hν′＝h，由 ε>ε′，可知 λ<λ′，选项 C 正确。答案：C康普顿效应[例 1] 频率为 ν 的光子，具有的能量为 hν，将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原来的运动方向，这种现象称为光的散射。散射后的光子( )A．虽改变原来的运动方向，但频率保持不变B．光子将从电子处获得能量，因而频率将增大C．...
