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康普顿效应与什么因素有关?
时间:2024-12-23 16:52:32
答案

与光子能量成正比,与原子序数成反比.

定性解释(不需要计算):

康普顿散射的意义是验证光的粒子性,所以粒子性越强的光子(能量、频率越高的),发生康普顿效应越明显.

康普顿散射实质就是光子与实物粒子的完全弹性碰撞,光子将一部分能量转移给实物粒子,从而散射光的波长发生改变.如果粒子很重,在碰撞过程中光子就会如同镜面反射,散射光的波长不会改变;而轻粒子在碰撞过程中被明显弹开,携带走能量,散射更加明显.所以粒子越轻现象越明显.

这里其实是与原子质量成反比,大致与原子序数成反比.

如果知道散射公式,更可以直接看出:

那么就列一个两体弹性碰撞的方程,有动量守恒、能量守恒,最后能推出光波长变化-散射角公式:

△λ=h/mc *(1-cosθ)

m是原子质量,θ是散射角

散射角一定时,原子质量越大,光波长该变量越小,散射现象越不明显.

如果入射光波长远大于△λ,那么波长的改变十分不明显,所以入射光波长越小,散射越明显.

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