D正确,A、B、C错误.]
对康普顿效应的理解 1.经典解释(电磁波的解释)
单色电磁波作用于比波长尺寸小的带电粒子上时,引起受迫振动,向各方向辐射同频率的电磁波.
经典理论可以解释频率不变的一般散射,但对康普顿效应不能作出合理解释.
2.光子理论解释
在X射线散射现象中,假定X射线光子与电子发生完全弹性碰撞,这种碰撞跟台球比赛中的两球碰撞很相似.按照爱因斯坦的光子说,一个X射线光子不仅具有能量ε=hν,而且还有动量.相对X射线光子的能量,物质中电子的能量是很小的,电子可以近似看作是静止的.如图所示,这个光子与静止的电子发生弹性碰撞,碰撞过程中光子和电子的总能量守恒,总动量也守恒,光子把部分能量转移给了电子,能量由hν减小为hν′,因此频率减小,波长变长.同时,光子要把一部分动量转移给电子,因而光子动量变小,从p=看,动量p减小也意味着波长λ变大,因此有些光子散射后波长变长了.
【例1】 (多选)美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时,发现在散射的X射线中,除了有与入射波长λ0相同的成分外,还有波长大于λ0的成分,这个现象称为康普顿效应.关于康普顿效应,下列说法正确的是( )
A.康普顿效应现象说明光具有波动性
B.康普顿效应现象说明光具有粒子性
C.当光子与晶体中的电子碰撞后,其能量增加
D.当光子与晶体中的电子碰撞后,其能量减少