2018版物理新课堂同步教科版选修3-5:第4章 3.光的波粒二象性
2018版物理新课堂同步教科版选修3-5:第4章 3.光的波粒二象性第2页

  2.康普顿效应进一步说明光具有粒子性.(√)

  3.光子发生散射时,其动量大小发生变化,但光子的频率不发生变化.(×)

  4.光子发生散射后,其波长变大.(√)

  

  1.太阳光从小孔射入室内时,我们从侧面可以看到这束光;白天的天空各处都是亮的;宇航员在太空中尽管太阳光耀眼刺目,其他方向的天空却是黑的.为什么?

  【提示】 地球上存在着大气,太阳光经大气中的微粒散射后传向各个方向;而在太空中的真空环境下,光不再散射,只向前传播.

  2.光电效应与康普顿效应研究问题的角度有何不同?

  【提示】 光电效应应用于电子吸收光子的问题,而康普顿效应应用于讨论光子与电子碰撞且没有被电子吸收的问题.

  

  1.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,所以波长的改变与散射角