量子物理學(xué)基礎(chǔ)

1、第第11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院1第11章量子物理學(xué)基礎(chǔ)第第11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院2物理學(xué)物理學(xué)經(jīng)典物理經(jīng)典物理現(xiàn)代物理現(xiàn)代物理力學(xué)力學(xué)熱學(xué)熱學(xué)電磁學(xué)電磁學(xué)光學(xué)光學(xué)相對(duì)論相對(duì)論量子論量子論非線性非線性時(shí)間時(shí)間 t關(guān)關(guān)鍵鍵概概念念的的發(fā)發(fā)展展力學(xué)力學(xué)電磁學(xué)電磁學(xué)熱學(xué)熱學(xué)相對(duì)論相對(duì)論量子論量子論1600 1700 1800 1900第第11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工

2、程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院3第第11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院4近年來(lái)的發(fā)展近年來(lái)的發(fā)展 * ：高能加速器產(chǎn)生新粒子，已發(fā)現(xiàn)：高能加速器產(chǎn)生新粒子，已發(fā)現(xiàn)300種。種。麥克斯韋理論、狄拉克量子電動(dòng)力學(xué)、重整化方法。麥克斯韋理論、狄拉克量子電動(dòng)力學(xué)、重整化方法。* ：運(yùn)用物理學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和理論對(duì)宇宙各種星：運(yùn)用物理學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和理論對(duì)宇宙各種星球進(jìn)行觀測(cè)和研究，從而得出相應(yīng)的天文規(guī)律的學(xué)科。球進(jìn)行觀測(cè)和研究，從而得出相應(yīng)的天文規(guī)律的學(xué)科。應(yīng)用經(jīng)典、量子、廣義相對(duì)論、等離子體物理和粒子應(yīng)用經(jīng)典、量子、廣義相對(duì)論

3、、等離子體物理和粒子物理。物理。* 太陽(yáng)中微子短缺問(wèn)題太陽(yáng)中微子短缺問(wèn)題* 引力波存在的問(wèn)題引力波存在的問(wèn)題 * 物體的速度能否超過(guò)光速的問(wèn)題物體的速度能否超過(guò)光速的問(wèn)題第第11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院5* 非平衡熱力學(xué)及統(tǒng)計(jì)物理非平衡熱力學(xué)及統(tǒng)計(jì)物理 物理學(xué)發(fā)展的總趨向：物理學(xué)發(fā)展的總趨向：* 學(xué)科之間的大綜合。學(xué)科之間的大綜合。* 相互滲透結(jié)合成邊緣學(xué)科。相互滲透結(jié)合成邊緣學(xué)科。20世紀(jì)物理學(xué)中兩個(gè)重要的概念：場(chǎng)和對(duì)稱性。世紀(jì)物理學(xué)中兩個(gè)重要的概念：場(chǎng)和對(duì)稱性。 從經(jīng)典物理學(xué)到量子力學(xué)過(guò)渡時(shí)期從經(jīng)典物理

4、學(xué)到量子力學(xué)過(guò)渡時(shí)期的三個(gè)重大問(wèn)題的提出的三個(gè)重大問(wèn)題的提出 光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓效應(yīng)。康普頓效應(yīng)。 黑體輻射問(wèn)題，即所謂黑體輻射問(wèn)題，即所謂“紫外災(zāi)難紫外災(zāi)難”。 原子的線光譜和原子結(jié)構(gòu)。原子的線光譜和原子結(jié)構(gòu)。11.11.1 1 熱輻射熱輻射 普朗克量子化假說(shuō)（略）普朗克量子化假說(shuō)（略） 第第11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院611.11.1 1 熱輻射熱輻射 普朗克量子化假說(shuō)（略）普朗克量子化假說(shuō)（略） 第第11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院

5、哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院711.2 11.2 光電效應(yīng)光電效應(yīng) 愛(ài)因斯坦光量子假說(shuō)愛(ài)因斯坦光量子假說(shuō)UGmSAK 如圖所示，為光電如圖所示，為光電效應(yīng)的基本裝置。效應(yīng)的基本裝置。S：真空的玻璃容器真空的玻璃容器m：石英玻璃窗石英玻璃窗A：陽(yáng)極陽(yáng)極K：陰極（金屬板）陰極（金屬板）當(dāng)紫外線或波長(zhǎng)很當(dāng)紫外線或波長(zhǎng)很短的可見(jiàn)光照在陰極時(shí)，短的可見(jiàn)光照在陰極時(shí)，金屬板將釋放電子，即金屬板將釋放電子，即光電子。光電子。第第11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院8（1）飽和光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比。飽和光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比

6、。或者說(shuō)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)從金屬或者說(shuō)：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目與入射光表面逸出的光電子數(shù)目與入射光強(qiáng)成正比。強(qiáng)成正比。U0312UIIS0如圖即為相同頻率，不同入射光強(qiáng)度。如圖即為相同頻率，不同入射光強(qiáng)度。 1 1. .光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律（實(shí)驗(yàn)結(jié)果）光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律（實(shí)驗(yàn)結(jié)果） Is稱為飽和光電流稱為飽和光電流U0稱為遏止電壓（稱為遏止電壓（I=0 的電壓）的電壓）（2）光電子的初動(dòng)能與）光電子的初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)，而與入射光入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)，而與入射光 的頻率成正比。的頻率成正比。第第11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院

7、哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院9U03U02U01312UIIS00UaU0紅限頻率紅限頻率截止電壓的大小反映截止電壓的大小反映 光電子初動(dòng)能的大小光電子初動(dòng)能的大小 20021mVeU由上圖可知：由上圖可知：I=0時(shí)有時(shí)有aUKU0截止電壓與入射光頻率有線性關(guān)系截止電壓與入射光頻率有線性關(guān)系aeUeKmV2021實(shí)驗(yàn)證明：實(shí)驗(yàn)證明：Ua對(duì)不同金屬有不同值對(duì)不同金屬有不同值, eUa稱逸出功稱逸出功第第11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院10（3）產(chǎn)生光電效應(yīng)的金屬具有一定的截止頻率。產(chǎn)生光電效應(yīng)的金屬具有一定的截止頻率。a

8、eUeKmV2021由由可知，只有當(dāng)可知，只有當(dāng) ， KUa/從金屬表面逸出的電子才具有初動(dòng)能，即產(chǎn)生光電效應(yīng)。從金屬表面逸出的電子才具有初動(dòng)能，即產(chǎn)生光電效應(yīng)。 （4） 光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性，或說(shuō)響應(yīng)速度很快，光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性，或說(shuō)響應(yīng)速度很快，10-9s。 幾種純幾種純金屬的金屬的截截止止頻率頻率金屬金屬截止頻率截止頻率Hz10/1404.5455.508.065 11.53銫銫 鈉鈉 鋅鋅 銥銥 鉑鉑 19.29只要只要 ，則在光照射金屬表面后，幾乎，則在光照射金屬表面后，幾乎立即就有光電子逸出，與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)。立即就有光電子逸出，與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)。 KUa/第第11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量

9、子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院11 * 經(jīng)典認(rèn)為，經(jīng)典認(rèn)為，光強(qiáng)越大，飽和電流應(yīng)該大，光強(qiáng)越大，飽和電流應(yīng)該大，光電子的光電子的初動(dòng)能也該大，即初動(dòng)能正比于光強(qiáng)。但實(shí)驗(yàn)上光初動(dòng)能也該大，即初動(dòng)能正比于光強(qiáng)。但實(shí)驗(yàn)上光電子初動(dòng)能只與頻率有關(guān)，而與光強(qiáng)無(wú)關(guān)。電子初動(dòng)能只與頻率有關(guān)，而與光強(qiáng)無(wú)關(guān)。* 只要頻率高于紅限，即使光強(qiáng)很弱也有光電流；頻率只要頻率高于紅限，即使光強(qiáng)很弱也有光電流；頻率低于紅限時(shí)，光強(qiáng)再大也沒(méi)有光電流。而經(jīng)典認(rèn)為，低于紅限時(shí)，光強(qiáng)再大也沒(méi)有光電流。而經(jīng)典認(rèn)為，有無(wú)光電效應(yīng)不應(yīng)與頻率有關(guān)。有無(wú)光電效應(yīng)不應(yīng)與頻率有關(guān)。 *

10、 瞬時(shí)性。瞬時(shí)性。經(jīng)典認(rèn)為，光能量分布在波面上，吸收能量經(jīng)典認(rèn)為，光能量分布在波面上，吸收能量要一定的時(shí)間，即需能量的積累過(guò)程。要一定的時(shí)間，即需能量的積累過(guò)程。例如：強(qiáng)度為例如：強(qiáng)度為1W/m2的光照在金屬的光照在金屬Na 上需上需107s，即即115天電子才能逸出。（經(jīng)典）天電子才能逸出。（經(jīng)典）第第11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院121 1. .愛(ài)因斯坦光量子假說(shuō)：光子論愛(ài)因斯坦光量子假說(shuō)：光子論假設(shè)：一束光是一粒一粒以速度假設(shè)：一束光是一粒一粒以速度c運(yùn)動(dòng)的粒子流，運(yùn)動(dòng)的粒子流，這些粒子稱光子，但它們?nèi)?/p>

11、保留頻率、波長(zhǎng)的概念。這些粒子稱光子，但它們?nèi)员Ａ纛l率、波長(zhǎng)的概念。認(rèn)為光不僅在與物質(zhì)相互作用（發(fā)射和吸收）時(shí)認(rèn)為光不僅在與物質(zhì)相互作用（發(fā)射和吸收）時(shí)具有粒子性，而且在傳播過(guò)程中也有粒子性。具有粒子性，而且在傳播過(guò)程中也有粒子性。一個(gè)頻率為一個(gè)頻率為 的光子具有能量的光子具有能量 ，其中，其中h為為普朗克常數(shù)，值為：普朗克常數(shù)，值為：hsJh341063. 6由相對(duì)論知識(shí)可知：由相對(duì)論知識(shí)可知： /22hchcEPchcEmhE第第11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院13可見(jiàn)：光子既具有粒子特性可見(jiàn)：光子既具有粒

12、子特性m ，P，又具有波動(dòng)性又具有波動(dòng)性 ， 。我們將這種波動(dòng)性和粒子性并存的性質(zhì)稱為光的波粒二我們將這種波動(dòng)性和粒子性并存的性質(zhì)稱為光的波粒二象性。象性。光的波動(dòng)性（光的波動(dòng)性（p）和粒子性（和粒子性（ ）是通過(guò)普朗克常是通過(guò)普朗克常數(shù)聯(lián)系在一起的。數(shù)聯(lián)系在一起的。2 2. .用光量子假說(shuō)解釋光電效應(yīng)用光量子假說(shuō)解釋光電效應(yīng)（1）由）由 可看出，光子的初動(dòng)能可看出，光子的初動(dòng)能AhmV2021與光的頻率成正比，而與光強(qiáng)無(wú)關(guān)。與光的頻率成正比，而與光強(qiáng)無(wú)關(guān)。該式稱為愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程。該式稱為愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程。 由能量守恒得：由能量守恒得： ，A為逸出功。為逸出功。 AhmV2021第第

13、11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院14（2）當(dāng)入射光子的能量小于逸出功時(shí)，光電子的初動(dòng)）當(dāng)入射光子的能量小于逸出功時(shí)，光電子的初動(dòng) 能為零，不能逸出；只有當(dāng)能為零，不能逸出；只有當(dāng)hA時(shí)，才能產(chǎn)生光時(shí)，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)。截止頻率電效應(yīng)。截止頻率 =A/h。（3）光的強(qiáng)弱只表明光子數(shù)的多少，而光子的能量恒光的強(qiáng)弱只表明光子數(shù)的多少，而光子的能量恒 定。一個(gè)光子的能量是一次地被電子吸收的，所定。一個(gè)光子的能量是一次地被電子吸收的，所以，只要以，只要hA，電子吸收光子即逸出，具有瞬時(shí)電子吸收光子即逸出，具有瞬時(shí)性。性。

14、第第11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院153 3. .光電效應(yīng)在近代技術(shù)中的應(yīng)用光電效應(yīng)在近代技術(shù)中的應(yīng)用光控繼電器、自動(dòng)控制、光控繼電器、自動(dòng)控制、自動(dòng)計(jì)數(shù)、自動(dòng)報(bào)警等。自動(dòng)計(jì)數(shù)、自動(dòng)報(bào)警等。光電倍增管光電倍增管放大器放大器接控件機(jī)構(gòu)接控件機(jī)構(gòu)光光光控繼電器示意圖光控繼電器示意圖第第11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院16解：解： 2623m10)m100 . 1 (S172sJ105 . 24rSPE111s104 . 7hcEh

15、EN例例1 設(shè)有一半徑為設(shè)有一半徑為1.010-3 m的薄圓片，它距光的薄圓片，它距光源源1.0m。此光源的功率為。此光源的功率為1W，發(fā)射波長(zhǎng)為發(fā)射波長(zhǎng)為589nm的的單色光。假定光源向各個(gè)方向發(fā)射的能量是相同的，單色光。假定光源向各個(gè)方向發(fā)射的能量是相同的，試計(jì)算在單位時(shí)間內(nèi)落在薄圓片上的光子數(shù)。試計(jì)算在單位時(shí)間內(nèi)落在薄圓片上的光子數(shù)。第第11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院171920年，美國(guó)物理學(xué)家康普頓在觀察年，美國(guó)物理學(xué)家康普頓在觀察X射線被物質(zhì)射線被物質(zhì)散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)散射散射線中含有線中含有

16、波長(zhǎng)波長(zhǎng)發(fā)生發(fā)生變化變化了的成分。了的成分。11.3 11.3 康普頓效應(yīng)康普頓效應(yīng)第第11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院1804590135（相對(duì)強(qiáng)度）（相對(duì)強(qiáng)度）（波長(zhǎng)）（波長(zhǎng)）I00（1）在散射）在散射X 射線中除有射線中除有與入射波長(zhǎng)相同的射線外，還有與入射波長(zhǎng)相同的射線外，還有波長(zhǎng)比入射波長(zhǎng)更長(zhǎng)的射線。波長(zhǎng)比入射波長(zhǎng)更長(zhǎng)的射線。（2）波長(zhǎng)的增加量）波長(zhǎng)的增加量 與散射角與散射角 有關(guān)。有關(guān)。0（3）當(dāng)散射角）當(dāng)散射角 確定時(shí)，確定時(shí)，波長(zhǎng)的增加量波長(zhǎng)的增加量 與散射物質(zhì)與散射物質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)。的性質(zhì)無(wú)關(guān)。

17、（4）散射的強(qiáng)度與散射物）散射的強(qiáng)度與散射物質(zhì)有關(guān)。原子量小的散射較強(qiáng)，質(zhì)有關(guān)。原子量小的散射較強(qiáng)，即正常峰較低；反之相反。即正常峰較低；反之相反。第第11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院19經(jīng)典電磁理論預(yù)言，散射輻射具有和入射輻射一經(jīng)典電磁理論預(yù)言，散射輻射具有和入射輻射一樣的頻率。經(jīng)典理論無(wú)法解釋波長(zhǎng)變化。樣的頻率。經(jīng)典理論無(wú)法解釋波長(zhǎng)變化。第第11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院20000vxy光子光子電子電子 電子反沖速度很大，

18、需用電子反沖速度很大，需用相對(duì)論力學(xué)相對(duì)論力學(xué)來(lái)處理。來(lái)處理。 1.1.物理模型物理模型 入射光子（入射光子（ X 射線或射線或 射線）能量大。射線）能量大。 固體表面電子束縛較弱，可視為固體表面電子束縛較弱，可視為近自由電子近自由電子。xy電子電子光子光子 電子熱運(yùn)動(dòng)能量電子熱運(yùn)動(dòng)能量 ，可近似為，可近似為靜止電子靜止電子。 hhE 范圍為：范圍為：104 eV105 eV 第第11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院21cos2202222220222chchchmv2.2.理論分析理論分析xy00echechvm

19、e0e2200mchcmhv能量守恒能量守恒vmechech00動(dòng)量守恒動(dòng)量守恒)(2)cos1 (2)1 (020024202242hcmhcmccmv第第11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院22 康普頓波長(zhǎng)康普頓波長(zhǎng) nm1043. 2m1043. 23120Ccmh)(2)cos1 (2)1 (020024202242hcmhcmccmv2/ 1220)/1 (cmmv2sin2)cos1 (200cmhcmh 康普頓公式康普頓公式)cos1 (00cmhcc實(shí)驗(yàn)總結(jié)的結(jié)果實(shí)驗(yàn)總結(jié)的結(jié)果： 2sin220Kn

20、mK00241. 0可見(jiàn)：實(shí)驗(yàn)與理論結(jié)果符合得相當(dāng)好！可見(jiàn)：實(shí)驗(yàn)與理論結(jié)果符合得相當(dāng)好！ 第第11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院23 散射光波長(zhǎng)的改變量散射光波長(zhǎng)的改變量 僅與僅與 有關(guān)有關(guān)0, 0Cmax2)(, 散射光子能量減小散射光子能量減小00,)cos1 ()cos1 (C0cmh康普頓公式康普頓公式3.3.結(jié)論結(jié)論xy00echechvme0e第第11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院24康普頓散射進(jìn)一步證實(shí)了光子論，證明了

21、光子能量、動(dòng)量表示康普頓散射進(jìn)一步證實(shí)了光子論，證明了光子能量、動(dòng)量表示式的正確性，光確實(shí)具有波粒兩象性。另外證明在光電相互作用的式的正確性，光確實(shí)具有波粒兩象性。另外證明在光電相互作用的過(guò)程中嚴(yán)格遵守能量、動(dòng)量守恒定律。過(guò)程中嚴(yán)格遵守能量、動(dòng)量守恒定律。應(yīng)用光子概念解釋康普頓散射應(yīng)用光子概念解釋康普頓散射：（1）一個(gè)光子與散射物中一個(gè)自由電子或束縛較）一個(gè)光子與散射物中一個(gè)自由電子或束縛較弱的電子發(fā)生碰撞后，光子將沿某一方向散射，即康普弱的電子發(fā)生碰撞后，光子將沿某一方向散射，即康普頓散射的方向。在碰撞時(shí)，光子的一部分能量傳給電子，頓散射的方向。在碰撞時(shí)，光子的一部分能量傳給電子，所以散射光

22、子的能量比入射光子的能量小，即散射光波所以散射光子的能量比入射光子的能量小，即散射光波的波長(zhǎng)要比入射光波的波長(zhǎng)大。的波長(zhǎng)要比入射光波的波長(zhǎng)大。（2）若光子與原子中束縛很強(qiáng)的電子碰撞，由于整）若光子與原子中束縛很強(qiáng)的電子碰撞，由于整個(gè)原子的質(zhì)量比光子大得多，光子的能量沒(méi)有顯著變化，個(gè)原子的質(zhì)量比光子大得多，光子的能量沒(méi)有顯著變化，所以散射光的頻率沒(méi)有顯著變化，即散射光波的波長(zhǎng)與所以散射光的頻率沒(méi)有顯著變化，即散射光波的波長(zhǎng)與入射光波的波長(zhǎng)相等。入射光波的波長(zhǎng)相等。第第11章章 量子物理學(xué)基礎(chǔ)量子物理學(xué)基礎(chǔ)光電效應(yīng)光電效應(yīng) 康普頓散射康普頓散射哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院哈爾濱工程大學(xué)理學(xué)院25解解：（1）)cos1 (CCC)90cos1 (eV295)1 (000202khchchccmmcE 例例1 波長(zhǎng)波長(zhǎng) 0=1.0010-10m的的X射線與靜止的自由電射線與靜止的自由電子作彈性碰撞，在與入射角成子作彈性碰撞，在與入射角成90角的方向上觀察，角的方向上觀察，問(wèn)：?jiǎn)枺海?）反沖電子得到多少動(dòng)能？反沖電子得到多少動(dòng)能？（1）散射波長(zhǎng)的改變量散射波長(zhǎng)的改變量 為多少？為多少？（3）在