量子物理基础15.3康普顿效应及光子理论的解释

,0,0,一、实验规律,15.3,康普顿效应及光子理论的解释,散射线中有两种波长,0,、,，,的增大而增大。,随散射角,X 光管,光阑,散射物体,探测器,0,二、经典物理的解释,经典理论只能说明波长不变的散射，而,不能,说明,康普顿散射,。,电子受迫振动,同频率散射线,发射,单色电磁波,说明,受迫振动,v,0,照射,散射物体,三、光子理论解释,能量、动量守恒,1.入射光子与外层电子弹性碰撞,外层,电子,受原子核束缚较弱,动能,光子能量,近似自由,近似静止,静止 自由 电子,2.X 射线光子和原子内层电子相互作用,光子质量远小于原子，碰撞时光子不损失能量，波长不变。,原子,自由电子,0,0,0,内层电子被紧束缚，光子相当于和整个原子发生碰撞；,所以，波长改变量,康普顿波长,光子,内层电子,外层电子,波长变大的散射线,波长不变的散射线,(1),说明,(2),波长,0,轻物质（多数电子处于弱束缚状态）,弱,强,重物质（多数电子处于强束缚状态）,强,弱,吴有训实验结果,例,0,=0.02 nm,的X射线与静止的自由电子碰撞,若从与入射线,成90,0,的方向观察散射线。,解,能量守恒，反冲电子动能等于光子能量之差,动量守恒,根据动能、动量关系,，波长为,求,散射线的波长,