高考问答三生经络养生仪上央视:康普顿效应是什么?
来源：百度文库 编辑：高考问答 时间：2024/04/30 18:49:07
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（图1）。
图1
③ 对不图1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（图2）。
图2
康普顿效应不能用经典的波动理论来解释。1923年A.H.康普顿利用光子概念图2把上述散射效应看成是X光光子与散射物质中静止自由电子作弹性碰撞的结果，从而对康普顿散射作出了正确的解释。光子作为微粒 ，既有能量又有动量 ；散射物质中的价电子被束缚较弱可近似看作是自由电子，其能量远比X光子的能量要小，故可看作是静止的；X光子与自由电子作弹性碰撞时遵守动量守恒和能量守恒定律。根据以上考虑可导出波长差Δλ与散射角θ间的关系为
Δλ＝（1－cosθ）＝λc（1－cosθ），式中h为普朗克常数；m0为电子的静质量；c为真空中的光速；λc＝2。42631×10-2埃是一普适常数，称为康普顿波长。康普顿效应为光的量子性提供了有力证据。
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．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．