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康普顿效应中为什么电子不是整个光子的能量 康普顿散射光子得到能量

2020-07-19知识5

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, 能给解释吗 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. 。电子吸收光子的能量是整个的吸收的,那么为什么康普顿效应中电子只吸收了光子的一部分能量呢? 任一特殊的X射线量子不是被辐射器中所有电子散射,而是把它的全部能量耗于某个特殊的电子,这电子转过来又将射线向某一特殊的方向散射,这个方向与入射束成某个角度.辐射量子路径的弯折引起动量发生变化.结果,散射电子以一等于X射线动量变化的动量反冲.散射射线的能量等于入射射线的能量减去散射电子反冲的动能.由于散射射线应是一完整的量子,其频率也将和能量同比例地减小.康普顿效应的一个题目 设电子质量为me按照康普顿散射公式,当光子的散射角为π的时候,波长的该变量最大,其时传递给电子的能量也最大此时,Δλ=2h/mec光子入射前波长λ=E0/h,散射后的波长λ'=λ+Δλ=E/h+2h/mec散射后光子的能量E'=hυ'=hc/λ'=hc/(E0/h+2h/mec)电子获得的最大能量E=E0-E'=E0-hc/(E0/h+2h/mec)康普顿效应中为什么电子不是整个光子的能量 康普顿效应第一次从实验上证实了爱因斯坦提出的关于光子具有动量的假设。这在物理学发展史上占有极端重要的位置。光子在介质中和物质微粒相互作用时,可能使得光向任何方向传播,这种现象叫光的散射。1922年,美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时发现,有些散射波的波长比入射波的波长略大,他认为这是光子和电子碰撞时,光子的一些能量转移给了电子,康普顿假设光子和电子、质子这样的实物粒子一样,不仅具有能量,也具有动量,碰撞过程中能量守恒,动量也守恒。短波长电磁辐射射入物质而被散射后,在散射波中,除了原波长的波以外,还出现波长增大的波,散射物的原子序数愈大,散射波中波长增大部分的强度和原波长部分的强度之比就愈小。按照这个思想列出方程后求出了散射前后的波长差,结果跟实验数据完全符合,这样就证实了他的假设。这种现象叫康普顿效应。康普顿效应的一个题目 设电子质量为me 按照康普顿散射公式,当光子的散射角为π的时候,波长的该变量最大,其时传递给电子的能量也最大 此时,Δλ=2h/mec 光子入射前波长λ=E0/h,散射后的波长λ'=λ。康普顿效应中为什么电子不是吸收整个光子的能量? 而且近期物理学研究新进展也证明“强磁场会影响光在真空中的传播”路径(具体实验可参阅:http://www.toutiao.com/i6384925237296759297/),这与我“自旋场理论”的结论。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。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。原子能级跃迁时电子为什么不能吸收光子的部分能量?而康普顿效应可以吸收一部分? 一个基态电子不能吸收高于含跃迁所需能量的光子一部分能量而跃迁,而康普顿效应可以由动量能量守恒传递一…

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