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散射光子能量如何计算

2020-07-16知识14

光子的能量如何计算 光子能量计算式E=hv其中,h为普朗克常量,v为光的频率。普朗克常数的值约为:h=6.6260693(11)×10^(-34)J·s,单位为焦(J)·秒(s)。早在1900年,M.普朗克解释黑体在康普顿散射中,若入射光子的能量等于电子的静止能,试求散射光子的最小能量及电子的最大动量 在康普顿散射中,可以想象成:一个光子从远处打落静电子上,造成光子发生散射并且电子从光子处获得动能。所以 P光子=P电子+P散射光子 这个好理解。根据动量守恒,在初始光子打落电子之前后动量是守恒的,即:而为什么角度等于180度时电子动量最大,我们可以从推导过程中看看角度是如何引入的:在光子打落电子之前:在光子打落电子(发生散射)之后:(注:这里的θ是散射光子与水平方向的夹角,φ为获得动量后的电子与水平方向的夹角;2式中的减号是因为在Y方向上散射光子与电子的移动方向相反。由于能量守恒,系统前后总能量相等,省略掉一大堆代数过程后得出:此时,若θ=180°,cosθ=0,因此散射光子波长有最大值,又因P'=h/λ’,当散射波长有最大值时,散射光子动量P'有最小值。若散射光子动量是最小值,根据动量守恒,电子从初始光子中获得的动量是最大值,因此θ=180°时,电子获得的动量有最大值。光的散射的实质是什么?若是光子能量的减小,那么也就是说电子可以吸收一部分光子的能量? 光线通过有尘土的空气或胶质溶液等媒质时,部分光线向多方面改变方向的现象。天空呈青兰色就是因为辐射中青兰色波长较短,容易被大气散射的缘故。在散射中,电子没有吸收康普顿效应发生概率与光子能量成什么比,与物质原子序数成什么比 与光子能量成正比,与原子序数成反比.定性解释(不需要计算):康普顿散射的意义是验证光的粒子性,所以粒子性越强的光子(能量、频率越高的),发生康普顿效应越明显.康普顿散射实质就是光子与实物粒子的完全弹性碰撞,光子将一部分能量转移给实物粒子,从而散射光的波长发生改变.如果粒子很重,在碰撞过程中光子就会如同镜面反射,散射光的波长不会改变;而轻粒子在碰撞过程中被明显弹开,携带走能量,散射更加明显.所以粒子越轻现象越明显.这里其实是与原子质量成反比,大致与原子序数成反比.如果知道散射公式,更可以直接看出:那么就列一个两体弹性碰撞的方程,有动量守恒、能量守恒,最后能推出光波长变化-散射角公式:λ=h/mc*(1-cosθ)m是原子质量,θ是散射角散射角一定时,原子质量越大,光波长该变量越小,散射现象越不明显.如果入射光波长远大于△λ,那么波长的改变十分不明显,所以入射光波长越小,散射越明显.关于康普顿效应的2个问题 1.谁说能量的传递需要力的作用?一个温度高的将能量传给温度低的,这种热能的传递就不需要力.康普顿散射中光子能量变小问题是利用动量定理和能量守恒解决的,和力的问题无关.2.瑞利散射是入射光在线度小于光波长的微粒上散射后散射光和入射光波长相同的现象.凡是粒子尺度远小于入射波长的散射现象,统称为瑞利散射.这种散射光的强度随不同的散射角(入射光方向和散射光方向的夹角)而变.物质对X射线的散射.又称康普顿效应.康普顿效应可归结为:①设入射X射线的波长为λ0,在散射光中除原波长的谱线外还出现波长λ>λ0的谱线.②波长差Δλ=λ-λ0随散射角θ(散射光与入射光间的夹角)的增加而增加;散射光中波长为λ的谱线强度随θ的增加而增强.③对同元素的散射物质,同一散射角时的波长差Δλ均相同;波长为λ的谱线强度随散射元素的原子序数的增加而减弱.散射光子的能量减少,于是散射光的波长大于入射光的波长 怎么得到的 有,但那应该叫“逆康普顿散射”。当高能电子与低能光子相碰撞,低能光子会从高能电子处获得能量,从而波长变短,这就是逆康普顿散射。光的散射的实质是什么?若是光子能量的减小,那么也就是说电子可以吸收一部分光子的能量? 光线通过有尘土的空气或胶质溶液等媒质时,部分光线向多方面改变方向的现象。天空呈青兰色就是因为辐射中青兰色波长较短,容易被大气散射的缘故。在散射中,电子没有吸收光子能量康普顿效应中,反冲电子的动能,就是入射光子与散射光子能量差。我想问的是,这是因为,光子与电子碰撞前 因为变得是动能啊,电子在碰撞后它的总能量应该是E=Ek+E。E。是静止的能量(根据相对论)所以反冲电子的能量应该是入射光能量减去散射光能量减去电子静止能量,但是求动能时前后的静止能量抵消了,所以动能就等于入射光和散射光子能量差了!光的散射的实质是什么?若是光子能量的减小,那么也就是说电子可以吸收一部分光子的能量? 不是矛盾。如果那颗撞到电子的光子不足以使到电子离开的原由的电子层,那么光子就会被反弹走(不吸收),如果能量够,就会吸收。产生光子的频率,即它们的能量,则由什么决定 光由光子组成光子原始称呼是光量子(light quantum),电磁辐射的量子,传递电磁相互作用的规范粒子,记为γ.其静止量为零,不带电荷,其能量为普朗克常量和电磁辐射频率的乘积,ε=hv,在真空中以光速c运行,其自旋为1,是玻色子.早在1900年,M.普朗克解释黑体辐射能量分布时作出量子假设,物质振子与辐射之间的能量交换是不连续的,一份一份的,每一份的能量为hv;1905年A.爱因斯坦进一步提出光波本身就不是连续的而具有粒子性,爱因斯坦称之为光量子;1923年A.H.康普顿成功地用光量子概念解释了X光被物质散射时波长变化的康普顿效应,从而光量子概念被广泛接受和应用,1926年正式命名为光子.量子电动力学确立后,确认光子是传递电磁相互作用的媒介粒子.带电粒子通过发射或吸收光子而相互作用,正反带电粒子对可湮没转化为光子,它们也可以在电磁场中产生.光子从激光的相干光束中出射光子是光线中携带能量的粒子.一个光子能量的多少与波长相关,波长越短,能量越高.当一个光子被分子吸收时,就有一个电子获得足够的能量从而从内轨道跃迁到外轨道,具有电子跃迁的分子就从基态变成了激发态.光子具有能量,也具有动量,更具有质量,按照质能方程,E=MC^2=HV,求出M=HV/C^2,光子由于无法静止,

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