00 一、实验规律一、实验规律15. 3 康普顿效应及光子理论的解释散射线中有两种波长散射线中有两种波长 0 、 ，的增大而增大。的增大而增大。随散射角随散射角 X 光管光阑散射物体探测器0二、经典物理的解释二、经典物理的解释 经典理论只能说明波长不变的散射，而经典理论只能说明波长不变的散射，而不能不能说明说明康康普顿散射普顿散射。电子受电子受迫振动迫振动同频率同频率散射线散射线发射发射 单色单色电磁波电磁波说明说明受迫振动受迫振动v0照射照射散射物体三、光子理论解释三、光子理论解释能量、动量守恒能量、动量守恒1. 入射光子与外层电子弹性碰撞入射光子与外层电子弹性碰撞 外层外层电子电子受原子核束缚较弱受原子核束缚较弱动能动能 光子能量光子能量 近似自由近似自由近似静止近似静止静止静止 自自由由 电子电子2. X 射线光子和原子内层电子相互作用射线光子和原子内层电子相互作用光子质量远小于原子，碰撞时光子不损失能量，波长不变。光子质量远小于原子，碰撞时光子不损失能量，波长不变。原子自由电子000内层电子被紧束缚，光子相当于和整个原子发生碰撞内层电子被紧束缚，光子相当于和整个原子发生碰撞 ；所以，波长改变量所以，波长改变量康普顿波长康普顿波长光子光子内层电子内层电子外层电子外层电子波长变大的散射线波长变大的散射线波长不变的散射线波长不变的散射线(1) 说明说明(2) 波长波长 0 轻物质（多数电子处于弱束缚状态轻物质（多数电子处于弱束缚状态 ）弱弱强强重物质（多数电子处于强束缚状态重物质（多数电子处于强束缚状态 ）强强弱弱吴吴有有训训实实验验结结果果例例0 = 0.02 nm 的的X射线与静止的自由电子碰撞射线与静止的自由电子碰撞, 若从与入射线若从与入射线 成成900的方向观察散射线。的方向观察散射线。解解能量守恒，反冲电子动能等于光子能量之差能量守恒，反冲电子动能等于光子能量之差动量守恒动量守恒根据动能、动量关系根据动能、动量关系，波长为，波长为求求 散射线的波长散射线的波长