《康普顿效应》参考课件2.pptVIP

?微观粒子不是经典粒子——经典粒子双缝衍射——子弹可以看作是经典粒子假想用机关枪扫射双缝A和B，屏幕C收集子弹数目1)将狭缝B挡住——子弹通过A在屏幕C上有一定的分布——类似于单缝衍射的中央主极大P1——子弹落在中央主极大范围的概率分布2)将狭缝A挡住——子弹通过狭缝B在屏幕C上有一定的分布——类似于单缝衍射的中央主极大P2——子弹落在中央主极大范围的概率分布3)A和B狭缝同时打开——子弹是经典粒子原来通过A狭缝的子弹——还是通过A原来通过B狭缝的子弹——还是通过B屏幕C上子弹的概率分布不因两个狭缝同时打开每颗子弹会有新的选择！——电子双缝衍射——电子枪发射出的电子，在屏幕P上观察电子数目1)将狭缝B挡住——电子通过狭缝A在屏幕C有一定分布——类似于单缝衍射的中央主极大2)将狭缝A挡住——电子通过狭缝B在屏幕C上有一定的分布类似于单缝衍射的中央主极大3）A和B狭缝同时打开——如果电子是经典粒子原来通过A狭缝的电子——还是通过A原来通过B狭缝的电子——还是通过B屏幕上电子的概率分布屏幕C——实际观察到类似光的双缝衍射条纹屏幕C上电子的概率分布——只开一个狭缝和同时开两个狭缝电子运动的方向具有随机性——A和B狭缝同时开时电子似乎“知道”两个狭缝都打开！双缝和屏幕之间——到底发生了什么？屏幕上电子的分布——有了新的概率分布电子——不是经典粒子光子在某处出现的概率由光在该处的强度决定I大光子出现概率大I小光子出现概率小统一于概率波理论单缝衍射光子在某处出现的概率和该处光振幅的平方成正比康普顿效应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。一.康普顿对X射线的研究3.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?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！康普顿散射曲线的特点：a.除原波长?0外出现了移向长波方向的新的散射波长?。b.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=0Oj=45Oj=90Oj=135Oj................................................................................o（A）0.7000.750λ波长.......?0?称为电子的Compton波长只有当入射波长?0与?c可比拟时，康普顿效应才显著，因此要用X射线才能观察到康普顿散射，用可见光观察不到康普顿散射。波长的偏移只与散射角?有关，而与散射物质种类及入射的X射线的波长?0无关，?c=0.0241?=2.41?10-3nm（实验值）1.经典电磁理论在解释康普顿效应时遇到的困难康普顿效应解释中的疑难①根据经典电磁波理论，当电磁波通过物质时，物质中带电粒子将作受迫振动，其频率等于入射光频率，所以它所发射的散射光频率应等于入射光频率。②无法解释波长改变和散射角关系。2.光子理论对康普顿效应的解释康普顿效应解释中的疑难①若光子和外层电子相碰撞，光子有一部分能量传给电子，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。②若光子和束缚很紧的内层电子相碰撞，光子将与整个原子交换能量，由于光子质量远小于原子质量，根据碰撞理论，碰撞前后光子能量几乎不变，波长不变。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。1.有力地支持了爱因斯坦“光量子”假设；2.首次