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光电效应与康普顿效应的区别? 康普顿散射的自由电子能量

2021-03-06知识20

康普顿散射中的反冲电子是什么意思?

康普顿散射中的反冲电子是什么意思? X射线与物质相互作用会产生:散射X射线、电子、荧光X射线;还有穿过物质的透射X射线 和 热能.反冲电子就是其中的一种电子.产生的电子包括有俄歇电子、光电子、和反冲电子.X射线散射中的非相干散射,当能量为hv的光子与自由电子或与受核束缚较弱的电子碰撞,将一部分能量传给电子,使其动量提高,成为反冲电子.

光电效应与康普顿效应的区别? 康普顿散射的自由电子能量

康普顿效应是什么? 康普顿效应1922~1923年康普顿研究了X射线被较轻物质(石墨、石蜡等)散射后光的成分,发现散射谱线中除了有波长与原波长相同的成分外,还有波长较长的成分.这种散射现象称为康普顿散射或康普顿效应.实验结果:(1)散射光中除了和原波长λ0相同的谱线外还有λ>λ0的谱线.(2)波长的改变量Δλ=λ-λ0随散射角φ(散射方向和入射方向之间的夹角)的增大而增加.(3)对于不同元素的散射物质,在同一散射角下,波长的改变量Δλ相同.波长为λ的散射光强度随散射物原子序数的增加而减小.康普顿利用光子理论成功地解释了这些实验结果.X射线的散射是单个电子和单个光子发生弹性碰撞的结果.碰撞前后动量和能量守恒,有化简后得到称为康普顿散射公式.称为电子的康普顿波长.为什么散射光中还有与入射光波长相同的谱线?内层电子不能当成自由电子.如果光子和这种电子碰撞,相当于和整个原子相碰,碰撞中光子传给原子的能量很小,几乎保持自己的能量不变.这样散射光中就保留了原波长.的谱线.由于内层电子的数目随散射物原子序数的增加而增加,所以波长为λ0的强度随之增强,而波长为λ的强度随之减弱.康普顿散射只有在入射光的波长与电子的康普顿波长相比拟时,散射才显著,这就是选用X射线观察。

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 逻辑有点问题,应该是电子热运动能量远小于入射光子的能量,可以忽略不计,所以电子才可以看成是静止的。

可以用可见光来作康普顿散射实验吗?为什么 在康普顿散射实验中,我们是把散射原子中的电子看成是自由的和静止的,从而才有光子与自由电子弹性碰撞的能量、动量守恒方程同时成立,并导出康普顿频移关系关键是能否把原子中的电子看成自由电子,这要由光子能量和电子束缚能的相对大小决定.在散射原子中,电子的束缚能约为10~100eV.X射线的波长为0.01~10,相应光子的能量约为103~106eV.显然,用X射线照射散射原子时,把其中的电子看成自由电子,是合理的,从而康普顿效应比较明显.如上题所述,可见光的光子能量仅为eV数量级,比散射原子中的电子束缚能还要低得多.显然,用可见光照射散射原子时,其电子就不能再看成是自由的了.这时,康普顿效应是极不明显的.当可见光光子照射散射原子时,应看成是光子与一个质量很大的原子交换能量和动量,这时将有波长差趋于零.从频移特性上看,已不具有康普顿效应的特点.当然,如果用人为的方法制造自由电子(如电子云),再用可见光照射自由电子作康普顿散射实验,其康谱顿效应仍将是明显的.

#康普顿散射的自由电子能量#量子力学康普顿散射题

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