世界。由于碰撞后光子偏离原来的运动方向,根据动量守恒可得散射后光子运动方向与电子运动方向一定不在同一直线上,选项C错。碰撞过程中光子把一部分能量转移给了电子,光子能量减小,由光子能量公式ε=hν可知,光子频率减小,故选项A、B错D对。
[答案] D
根据光子理论运用能量守恒和动量守恒解释康普顿效应。理论与实验符合得很好,不仅有力的验证了光子理论,而且也证实了微观领域的现象也严格遵循能量守恒和动量守恒。
对康普顿现象的理解,可以类比实物粒子的弹性碰撞,在散射过程中要遵守动量守恒和能量守恒。
光子的动量 [例2] 若一个光子的能量等于一个电子的静能量,试问该光子的动量和波长是多少?在电磁波谱中它属于何种射线?
[解析] 由题意知光子的动量p=mc=0.91×10-30×3×108 kg·m·s-1=2.73×10-22 kg·m·s-1。
光子的波长
λ===0.002 4 nm
因电磁波谱中γ射线的波长在1 nm以下,所以该光子在电磁波谱中属于γ射线。
[答案] 2.73×10-22 kg·m/s 0.002 4 nm γ射线
(1)光子不仅具有能量,也具有动量,其表达式分别为ε=hν,p=。
(2)光子动量p=的理解:由质能方程ε=mc2和ε=hν可得光子质量m=,故由动量的定义式p=mc=·c=h=。
求波长为0.35 nm的X射线光子的能量和动量大小。(已知h=6.63×10-34 J·s)
解析:波长为0.35 nm的X射线光子的能量为
ε=hν== J
=5.68×10-16 J