康普顿效应及其解释
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解析：波长为 0.35 nm 的 X 射线光子的能量为
－34 8 6.63 × 10 × 3 × 10 h百度文库 ε＝hν＝ λ ＝ J － 0.35×10 9
＝5.68×10－16 J 波长为 0.35 nm 的 X 射线光子的动量为
－34 h 6.63×10 p＝ λ ＝ m/s＝1.89×10－24 kg· m/s。 －9 kg· 0.35×10
0.002 4 nm γ射线
(1)光子不仅具有能量，也具有动量，其表达式分别 h 为ε＝hν，p＝ λ 。 h (2)光子动量p＝ λ 的理解：由质能方程ε＝mc2和ε＝hν hν hν 可得光子质量m＝ 2 ，故由动量的定义式p＝mc＝ 2 · c＝ c c ν h hc＝ λ 。
求波长为0.35 nm的X射线光子的能量和动量大小。(已知h ＝6.63×10－34 J· s)
h p＝ λ 有 动量 ，其表达式为 。
4．一个光子与静止的电子(电子的速度相对光速而言可以 忽略不计)发生弹性碰撞，光子把部分能量转移给了电子，能 量由hν减小为hν′，因此频率 减小 ，波长 增大 ，同时光子还 使电子获得一定的 动量 。 5．X射线的光子与晶体中的电子碰撞时要遵守 能量守恒 定律和 动量守恒 定律。
光子的动量和波长是多少？在电磁波谱中它属于何种射线？
[解析] 由题意知光子的动量p＝mc＝0.91×10
－30
×3×
108 kg· m· s－1＝2.73×10－22 kg· m· s－1。 光子的波长 6.63×10－34 J· s h λ＝ p＝ ＝0.002 4 nm 2.73×10－22 kg· m· s－ 1 因电磁波谱中γ射线的波长在1 nm以下，所以该光子在 电磁波谱中属于γ射线。 [答案] 2.73×10－22 kg· m/s
[答案]
D
根据光子理论运用能量守恒和动量守恒解释康普顿 效应。理论与实验符合得很好，不仅有力的验证了光子 理论，而且也证实了微观领域的现象也严格遵循能量守 恒和动量守恒。 对康普顿现象的理解，可以类比实物粒子的弹性碰 撞，在散射过程中要遵守动量守恒和能量守恒。
光子的动量
[例2] 若一个光子的能量等于一个电子的静能量，试问该
解析：能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律，适用 于宏观世界也适用于微观世界。光子与电子碰撞时遵循 这两个守恒定律。光子与电子碰撞前光子的能量ε＝hν c ＝hλ，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了 c 电子，光子的能量ε′＝hν′＝h ，由ε>ε′，可知 λ′ λ<λ′，选项C正确。
答案：C
[解析]
能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规
律，不仅适用于宏观世界也适用于微观世界。由于碰撞 后光子偏离原来的运动方向，根据动量守恒可得散射后 光子运动方向与电子运动方向一定不在同一直线上，选 项C错。碰撞过程中光子把一部分能量转移给了电子， 光子能量减小，由光子能量公式ε＝hν可知，光子频率 减小，故选项A、B错D对。
对康普顿效应的理解
1．康普顿效应现象 用 X 射线照射物体时， 散射出来的 X 射线的波长会变长 的现象称为康普顿效应。 2．康普顿效应的经典解释 单色电磁波作用于比波长尺寸小的带电粒子上时，引起 受迫振动，向各方向辐射同频率的电磁波。 经典理论解释频率不变的一般散射可以，但对康普顿效 应不能作出合理解释。
学之窗
第 二 章
第 三 节
师之说
知识点
考之向 梦之旅
考向一 考向二
第三节
康普顿效应及其解释
1．用X射线照射物体时，一部分散射出来的X射线 的波长会 变长 ，这个现象称为康普顿效应。 2．按照经典电磁理论，散射前后光的频率 不变 ， 因而散射光的波长与入射光的波长 相等 ，不应该出现 波长 变长 的散射光。 3．光子不仅具有能量，其表达式为 ε＝hν ，还具
答案：5.68×10－16 J
1.89×10－24 kg· m/s
梦之旅见课时跟踪检测(九)
科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞 时，光子的一些能量转移给了电子。假设光子与电子碰撞 前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中 ( A．能量守恒，动量守恒，且λ＝λ′ B．能量不守恒，动量不守恒，且λ＝λ′ C．能量守恒，动量守恒，且λ<λ′ D．能量守恒，动量守恒，且λ>λ′ )
3．康普顿效应的光子理论解释 X射线为一些ε＝hν的光子，与自由电子发生完全弹性 碰撞，电子获得一部分能量，散射的光子能量减少，频率 减小，波长变长。
(1)光的散射是光在介质中与物质微粒的相互作 用，使光的传播方向发生改变的现象。 (2)散射光中也有与入射光有相同波长的射线，这 是由于光子与原子碰撞，原子质量很大，光子碰撞 后，能量不变，故散射光频率不变。
康普顿效应
[例1]
频率为ν的光子，具有的能量为hν，将这个光
子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原来的运动方 向，这种现象称为光的散射。散射后的光子 A．虽改变原来的运动方向，但频率保持不变 B．光子将从电子处获得能量，因而频率将增大 C．散射后的光子运动方向将与电子运动方向在一条 直线上，但方向相反 D．由于电子受到碰撞，散射后的光子频率低于入射 光的频率 ( )
－34 8 6.63 × 10 × 3 × 10 h百度文库 ε＝hν＝ λ ＝ J － 0.35×10 9
＝5.68×10－16 J 波长为 0.35 nm 的 X 射线光子的动量为
－34 h 6.63×10 p＝ λ ＝ m/s＝1.89×10－24 kg· m/s。 －9 kg· 0.35×10
0.002 4 nm γ射线
(1)光子不仅具有能量，也具有动量，其表达式分别 h 为ε＝hν，p＝ λ 。 h (2)光子动量p＝ λ 的理解：由质能方程ε＝mc2和ε＝hν hν hν 可得光子质量m＝ 2 ，故由动量的定义式p＝mc＝ 2 · c＝ c c ν h hc＝ λ 。
求波长为0.35 nm的X射线光子的能量和动量大小。(已知h ＝6.63×10－34 J· s)
h p＝ λ 有 动量 ，其表达式为 。
4．一个光子与静止的电子(电子的速度相对光速而言可以 忽略不计)发生弹性碰撞，光子把部分能量转移给了电子，能 量由hν减小为hν′，因此频率 减小 ，波长 增大 ，同时光子还 使电子获得一定的 动量 。 5．X射线的光子与晶体中的电子碰撞时要遵守 能量守恒 定律和 动量守恒 定律。
光子的动量和波长是多少？在电磁波谱中它属于何种射线？
[解析] 由题意知光子的动量p＝mc＝0.91×10
－30
×3×
108 kg· m· s－1＝2.73×10－22 kg· m· s－1。 光子的波长 6.63×10－34 J· s h λ＝ p＝ ＝0.002 4 nm 2.73×10－22 kg· m· s－ 1 因电磁波谱中γ射线的波长在1 nm以下，所以该光子在 电磁波谱中属于γ射线。 [答案] 2.73×10－22 kg· m/s
[答案]
D
根据光子理论运用能量守恒和动量守恒解释康普顿 效应。理论与实验符合得很好，不仅有力的验证了光子 理论，而且也证实了微观领域的现象也严格遵循能量守 恒和动量守恒。 对康普顿现象的理解，可以类比实物粒子的弹性碰 撞，在散射过程中要遵守动量守恒和能量守恒。
光子的动量
[例2] 若一个光子的能量等于一个电子的静能量，试问该
解析：能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律，适用 于宏观世界也适用于微观世界。光子与电子碰撞时遵循 这两个守恒定律。光子与电子碰撞前光子的能量ε＝hν c ＝hλ，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了 c 电子，光子的能量ε′＝hν′＝h ，由ε>ε′，可知 λ′ λ<λ′，选项C正确。
答案：C
[解析]
能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规
律，不仅适用于宏观世界也适用于微观世界。由于碰撞 后光子偏离原来的运动方向，根据动量守恒可得散射后 光子运动方向与电子运动方向一定不在同一直线上，选 项C错。碰撞过程中光子把一部分能量转移给了电子， 光子能量减小，由光子能量公式ε＝hν可知，光子频率 减小，故选项A、B错D对。
对康普顿效应的理解
1．康普顿效应现象 用 X 射线照射物体时， 散射出来的 X 射线的波长会变长 的现象称为康普顿效应。 2．康普顿效应的经典解释 单色电磁波作用于比波长尺寸小的带电粒子上时，引起 受迫振动，向各方向辐射同频率的电磁波。 经典理论解释频率不变的一般散射可以，但对康普顿效 应不能作出合理解释。
学之窗
第 二 章
第 三 节
师之说
知识点
考之向 梦之旅
考向一 考向二
第三节
康普顿效应及其解释
1．用X射线照射物体时，一部分散射出来的X射线 的波长会 变长 ，这个现象称为康普顿效应。 2．按照经典电磁理论，散射前后光的频率 不变 ， 因而散射光的波长与入射光的波长 相等 ，不应该出现 波长 变长 的散射光。 3．光子不仅具有能量，其表达式为 ε＝hν ，还具
答案：5.68×10－16 J
1.89×10－24 kg· m/s
梦之旅见课时跟踪检测(九)
科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞 时，光子的一些能量转移给了电子。假设光子与电子碰撞 前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中 ( A．能量守恒，动量守恒，且λ＝λ′ B．能量不守恒，动量不守恒，且λ＝λ′ C．能量守恒，动量守恒，且λ<λ′ D．能量守恒，动量守恒，且λ>λ′ )
3．康普顿效应的光子理论解释 X射线为一些ε＝hν的光子，与自由电子发生完全弹性 碰撞，电子获得一部分能量，散射的光子能量减少，频率 减小，波长变长。
(1)光的散射是光在介质中与物质微粒的相互作 用，使光的传播方向发生改变的现象。 (2)散射光中也有与入射光有相同波长的射线，这 是由于光子与原子碰撞，原子质量很大，光子碰撞 后，能量不变，故散射光频率不变。
康普顿效应
[例1]
频率为ν的光子，具有的能量为hν，将这个光
子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原来的运动方 向，这种现象称为光的散射。散射后的光子 A．虽改变原来的运动方向，但频率保持不变 B．光子将从电子处获得能量，因而频率将增大 C．散射后的光子运动方向将与电子运动方向在一条 直线上，但方向相反 D．由于电子受到碰撞，散射后的光子频率低于入射 光的频率 ( )