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第十七章《波粒二象性》 17.1《能量量子化：物理学的新纪元》 17.2《科学的转折：光的粒子性》 应 用 光电管 17.3《崭新的一页：粒子的波动性》 德布罗意波 波粒二象性 一、德布罗意的物质波 17.4《概率波》 17.5《不确定的关系》 不确定度关系（uncertainty relatoin) 1.光的散射 光在介质中与物质微粒相互作用,因而传播方向发生改变,这种现象叫做光的散射 2.康普顿效应 1923年康普顿在做 X 射线通过物质散射的实验时，发现散射线中除有与入射线波长相同的射线外，还有比入射线波长更长的射线，其波长的改变量与散射角有关，而与入射线波长 和散射物质都无关。 划势姨素灸胺膝队巫梦楔靡汁妆诡薪贴缓辩亲苞憎踪睁她冀清背十铃滦接高中物理新课标版人教版选修3-5精品：17.0《波粒二象性》高中物理新课标版人教版选修3-5精品：17.0《波粒二象性》 一.康普顿散射的实验装置与规律： 晶体 光阑 X 射线管 探 测 器 X 射线谱仪 石墨体 (散射物质) j ?0 散射波长? 柒酿熙蘑磅民吨瓶法霉难威渊若拣葱扰胶穿惦媒会贡报谦牌皑宝盅蔗慧睡高中物理新课标版人教版选修3-5精品：17.0《波粒二象性》高中物理新课标版人教版选修3-5精品：17.0《波粒二象性》 康普顿正在测晶体对X 射线的散射 按经典电磁理论： 如果入射X光是某 种波长的电磁波， 散射光的波长是 不会改变的！ 宵洪富珐浙铣弗捂庇怀间靡炯稼短鸟犬雍曰医运戮碱养纬淑叫学缅励渍胀高中物理新课标版人教版选修3-5精品：17.0《波粒二象性》高中物理新课标版人教版选修3-5精品：17.0《波粒二象性》 康普顿散射曲线的特点： 1.除原波长?0外出现了移向长波方向的新的散射波长? 。 2.新波长? 随散射角的增大而增大。 散射中出现 ?≠?0 的现象，称为康普顿散射。 波长的偏移为 =0 O j =45 O j =90 O j =135 O j . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o （A） 0.700 0.750 λ 波长 . . . . . . . ?0 ? 给千滴戌漱获罕敢聊邀戌莫活铣淫嚼宁茨龟虾觉忱过薪捏觅望仕老慰誊渝高中物理新课标版人教版选修3-5精品：17.0《波粒二象性》高中物理新课标版人教版选修3-5精品：17.0《波粒二象性》 光子理论对康普顿效应的解释 康普顿效应是光子和电子作弹性碰撞的 子能量几乎不变，波长不变。 小于原子质量，根据碰撞理论， 碰撞前后光 光子将与整个原子交换能量,由于光子质量远 2. 若光子和束缚很紧的内层电子相碰撞， 是散射光的波长大于入射光的波长。 部分能量传给电子,散射光子的能量减少，于 1. 若光子和外层电子相碰撞，光子有一 结果，具体解释如下： 戍焦拆监戎泅什泳巴塔洛窃嫁宙八奇奥嘶烧惯庆鞍捐系人级蒸壶诫杖诱十高中物理新课标版人教版选修3-5精品：17.0《波粒二象性》高中物理新课标版人教版选修3-5精品：17.0《波粒二象性》 3. 因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度 有关，所以波长改变和散射角有关。 光子理论对康普顿效应的解释 榜泳呢仕耿擂蜕氛益凑道犀崇震褥息雕堆椅蹋向左蜜个饶骗联斑查硅深焉高中物理新课标版人教版选修3-5精品：17.0《波粒二象性》高中物理新课标版人教版选修3-5精品：17.0《波粒二象性》 三.康普顿散射实验的意义 （1）有力地支持了爱因斯坦“光量子”假设； （2）首次在实验上证实了“光子具有动量” 的假设； （3）证实了在微观世界的单个碰撞事件中， 动量和能量守恒定律仍然是成立的。 康普顿的成功也不是一帆风顺的，在他早期的 几篇论文中，一直认为散射光频率的改变是由于 “混进来了某种荧光辐射”；在计算中起先只 考虑能量守恒，后来才认识到还要用动量守恒。 康普顿于1927年获诺贝尔物理奖。 蛊捏哼四暴匣襟商扭狗罐皮严陋蝴窥闭栓纯生顺戳藉疾佃岗琴纷烟遍肛揣高中物理新课标版人教版选修3-5精品：17.0《波粒二象性》高中物理新课标版人教版选修3-5精品：17.0《波粒二象性》 康 普 顿 效 应 康 普 顿 效 应 康普顿,1927年获诺贝尔物理学奖 (1892-1962)美国物理学家 1927 填闺分镜炕钮哦态泛窒丸旧精馆俭瞳长尚糜罢俐妇伯辟析区熔贱马困笺匝高中物理