粤教版高中物理选修3-5　2.3康普顿效应及其解释_学案

康普顿效应及其解释 【学习目标】 1．了解什么是康普顿效应。 2．了解康普顿效应的解释。 3．了解光子具有动量，并了解光子动量的表达式。 【学习重难点】 了解康普顿效应的解释。 【学习过程】 知识要点 一、康普顿效应 光在介质中与微粒相互作用，因而传播方向发生改变，这种现象叫做光的散射。美国物理学家_________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0相同的成分外，还有波长大于0的成分，这个现象称为_________效应。 康普顿的学生，中国留学生吴有训测试了多种物质对X射线的散射，证实了康普顿效应的普遍性。 二、康普顿效应的解释 按照经典光的电磁理论，光波波长在散射前后应该不变。可见，光的电磁理论在解释康普顿效应时，再次遇到了困难（在光电效应中也遇到了困难）。 康普顿用_______提出的光子概念十分成功地解释了这种效应。他的基本思想是，X射线的光子不仅具有能量，也像其他粒子一样具有动量，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，求解这些方程，可以得出散射光波长的，理论结果与实验符合得很好。康普顿因此获得了1927年的诺贝尔物理学奖。 ________效应和________效应深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明了光子具有能量，后者表明了光子除了能量之外还具有______。 三、光子的动量 在狭义相对论中，一定的质量m与一定的能量E相对应：Emc2。 一个光子的能量是h，所以光子的质量是：m＝________ 根据动量的定义pmv，可得光子的动量是：p＝___________ 。 所以光子的动量为：p＝__________ 在康普顿效应中，入射的光子与晶体中的电子发生碰撞，把一部分动量转移给了电子，因而光子动量______，从ph/得知，动量p减小意味着波长______，因此有些光子散射后波长变大。 按照能量表达式h和动量表达式p h/对康普顿效应做定量分析，其结论与实验事实符合得很好。 对点练习 1．(单选)关于康普顿效应，下列说法不正确的是 ( ) A．康普顿在研究X射线散射时，发现散射光的波长发生了变化，为波动说提供了依据 B．X射线散射时，波长改变的多少与散射角有关 C．发生散射时，波长较短的X射线或γ射线入射时，产生康普顿效应 D．爱因斯坦的光子说能够解释康普顿效应，所以康普顿效应支持粒子说