Question

1924年法国物理学家德布罗意提出物质波的概念，任何一个运动着的物体，小到电子，大到行星、恒星都有一种波与之对应，波长为λ=h/p，p为物体运动的动量，h是普朗克常数。同样光也具有粒子性，光子的动量为：p=h/λ。根据上述观点可以证明一个静止的自由电子如果完全吸收一个γ光子，会发生下列情况：设光子频率为ν，则E=hν，p=h/λ=hν/c，被电子吸收后有hν=m_ev²/2，hν/c=m_ev。由以上两式可解得：v=2c，电子的速度为两倍光速，显然这是不可能的。关于上述过程以下说法正确的是

A.因为在微观世界动量守恒定律不适用，上述论证错误，所以电子可能完全吸收一个γ光子

B.因为在微观世界能量守恒定律不适用，上述论证错误，所以电子可能完全吸收一个γ光子

C.动量守恒定律、能量守恒定律是自然界中普遍适用规律，所以唯一结论是电子不可能完全吸收一个γ光子

D.若γ光子与一个静止的自由电子发生作用，则γ光子被电子散射后频率不变

Answer 1

C    在微观世界，动量守恒定律、能量守恒定律是普遍适用的，上述论证错误，是因为电子不可能完全吸收γ光子。若γ光子与静止的自由电子发生作用，发生康普顿效应，γ光子被电子散射后频率变小，而不能完全吸收。C正确。A、B、D错。