摘要：1923年康普顿及其学生吴有顺进行了系统研究 (2)实验装置:如图 (3)实验结果: a.散射光中除有与入射线波长相同的.还有比大的波长.随散射角而异.增大时.的强度增加.的强度减小. b.当散射角确定时.波长的增加量与散射物质的性质无关. c.康普顿散射的强度与散射物质有关.原子量小的散射物质.康普顿散射较强.原波长的谱线强度较低.反之相反. 按经典电磁理论.光的散射是带电粒子在入射光电场作用下作受迫振动.散射光与入射光应该有相同波长. 按照光子理论.一个光子与散射物中的一个自由电子发生碰撞.散射光子将沿某一方向进行--康普顿散射.光子与电子之间碰撞遵守能量守恒和动量守恒.电子受到反冲而获得一定的动量和动能.因此散射光子能量要小于入射光子能量.由光子的能量与频率间的关系可知.散射光的频率要比入射光的频率低.因此散射光的波长.如果入射光子与原子中被束缚得很紧的电子碰撞.光子将与整个原子作弹性碰撞.散射光子的能量就不会显著地减小.所以观察到的散射光波长就与入射光波长相同. 下图为光子与自由电子弹性碰撞的示意图.应用相对论质量.能量.动量关系.有 式中m0.m为电子的静质量和质量..将上式第二式写成分量式 解以上联立方程组.消去.即得 式中 叫做电子的康普顿波长.上式表明与散射物质的性质无关. 康普顿散射进一步证实了光子论.证明了光子能量.动量表示式的正确性.光确实具有波粒两象性.另外证明在光电相互作用的过程中严格遵守能量.动量守恒定律. 在基元相互作用过程中.能量.动量守恒.1927年.康普顿因此获诺贝尔物理学奖 [例1]求的可见光光子和的X射线光子的能量.动量和质量? ,, ,, [例2]的X射线.射向静止的自由电子.观察方向.求:①②反冲电子的动能和动量? (① ②, 或:) [例3]已知X光光子的能量为.在康普顿散射之后.波长变化了20%.求反冲电子的能量.() 练习

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