文档介绍：1920年,美国物理学家康普顿在观察X 射线被物质散射时,发现散射线中含有波长发生了变化的成分——散射束中除了有与入射束波长0 相同的射线,还有波长> 0 的射线.
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一实验装置
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二实验结果
(相对强度)
(波长)
1 波长的偏移
( ) 与
散射角有关.
2 与散射物体无关.
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三经典理论的困难
按经典电磁理论,带电粒子受到入射电磁波的作用而发生受迫振动,从而向各个方向辐射电磁波,散射束的频率应与入射束频率相同,带电粒子仅起能量传递的作用.
可见,经典理论无法解释波长变长的散射线.
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1 物理模型
入射光子( X 射线或射线)能量大.
四量子解释
范围为:
光子
电子
电子
光子
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电子反冲速度很大,用相对论力学处理.
电子热运动能量,可近似为静止电子.
固体表面电子束缚较弱,视为近自由电子.
光子
电子
电子
光子
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(1)入射光子与散射物质中束缚微弱的电子弹性碰撞时,一部分能量传给电子,散射光子能量减少,频率下降、波长变大.
2 定性分析
(2)光子与原子中束缚很紧的电子发生碰撞,近似与整个原子发生弹性碰撞时,能量不会显著减小,所以散射束中出现与入射光波长相同的射线.
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3 定量计算
动量守恒
能量守恒
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康普顿波长
康普顿公式
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