5. 2《康普顿效应》教案(鲁科版选修3-5)

第二节康普顿效应学案
【学习目标】
<1）了解康普顿效应，了解光子的动量
<2）了解光既具有波动性，又具有粒子性；
<3）知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性；
<4）了解光是一种概率波。

【学习重点】
实物粒子和光子一样具有波粒二象性
【知识要点】
1、康普顿效应
<1）光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变，这种现象叫做光的散射。

<2）康普顿效应
1923年康普顿在做 X 射线通过物质散射的实验时，发现散射线中除有与入射线波长相同的射线外，还有比入射线波长更长的射线，其波长的改变量与散射角有关，而与入射线波长和散射物质都无关。

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<3）光子理论对康普顿效应的解释
①若光子和外层电子相碰撞，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。

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②若光子和束缚很紧的内层电子相碰撞，光子将与整个原子交换能量，由于光子质量远小于原子质量，根据碰撞理论，碰撞前后光子能量几乎不变，波长不变。

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③因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关，所以波长改变和散射角有关。

2、光的波粒二象性
<1）大量事实说明：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性。

光的分立性和连续性是相对的，是不同条件下的表现，光子的行为服从统计规律。

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<2）光子在空间各点出现的概率遵从波动规律，物理学中把光波叫做概率波。

3、光的波动性与粒子性是不同条件下的表现：
大量光子行为显示波动性；个别光子行为显示粒子性；光的波长越长，波动性越强；光的波长越短，粒子性越强。

光的波动性不是光子之间相互作用引起的，是光子本身的一种属性。

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【典型例题】
例题: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，除了与入射波长相同的成分外，还有波长大于
的成分，这个现象称为康普顿效应．关于康普顿效应，以下说法正确的是：< ）jLBHrnAILg
<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
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【达标训练】
1．有以下说法：
A．当氢原子从n=4的状态跃迁到n=2的状态时，发射出光子
B．β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流
C．光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性D．物质波是一种概率波，在微观物理学中可以用“轨迹”来描述粒子的运动
其中正确的是．< ）
答案：A
申明：
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