第2节　康普顿效应

[目标定位]　1.了解康普顿X射线散射实验.2.理解康普顿X射线实验原理.3.掌握康普顿效应的概念，知道光的波粒二象性．

一、康普顿对X射线散射的研究

1．光的散射

光在介质中与物体微粒的相互作用，使光的传播方向发生改变的现象．

2．康普顿效应

在光的散射中，部分散射光的波长变长，波长改变的多少与散射角有关．

3．康普顿效应的意义

康普顿效应表明光子除了具有能量之外，还具有动量，深入揭示了光具有粒子性．

二、光的波粒二象性

1．光具有波粒二象性：光子既有粒子的特征，又有波的特征．

2．发生光电效应或康普顿效应取决于入射光的波长．

3．光波是一种概率波．

4．光的波动性和粒子性不是均衡表现的，波长较长时，光子的能量和动量很小，波动性比较明显，波长越长，波动性越明显．光在与电子相互作用时表现为粒子性，在传播过程中更多地表现为波动性．

一、对康普顿效应的理解

1．实验现象：X射线管发出波长为λ0的X射线，通过小孔投射到散射物石墨上．X射线在石墨上被散射，部分散射光的波长变长，波长改变的多少与散射角有关．

2．康普顿效应与经典物理理论的矛盾：按照经典物理理论，入射光引起物质内部带电粒子的受迫振动，振动着的带电粒子从入射光吸收能量，并向四周辐射，这就是散射光．散射光的频率应该等于粒子受迫振动的频率(即入射光的频率)．因此散射光的波长与入射光的波长应该相同，不应该出现波长变长的散射光．另外，经典物理理论无法解释波长改变与散射角的关系．

3．光子说对康普顿效应的解释：假定X射线光子与电子发生弹性碰撞．

(1)光子和电子相碰撞时，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)因为碰撞中交换的能量与碰撞的角度有关，所以波长改变与散射角有关．