高二物理粤教版选修3-5 2.3康普顿效应及其解释 教案

3 康普顿效应及其解释 ★新课标要求 （一）知识与技能 了解康普顿效应，了解光子的动量 （二）过程与方法 经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。 （三）情感、态度与价值观 领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。 ★教学重点 康普顿效应 ★教学难点 光子动量的理解 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 2 课时 ★教学过程 （一）引入新课 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。 （3）康普顿散射的实验装置与规律： 按经典电磁理论：如果入射X光是某种波长的电磁波，散射光的波长是不会改变的！ 散射中出现 的现象，称为康普顿散射。 康普顿散射曲线的特点： 除原波长 外出现了移向长波方向的新的散射波长 2.经典电磁理论在解释康普顿效应时遇到的困难 ①根据经典电磁波理论，当电磁波通过物质时，物质中带电粒子将作受迫振动，其频率等于入射光频率，所以它所发射的散射光频率应等于入射光频率 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。 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。 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。 4.康普顿散射实验的意义 ①有力地支持了爱因斯坦“光量子”假设； ②首次在实验上证实了“光子具有动量”的假设； ③证实了在微观世界的单个碰撞事件中，动量和能量守恒定律仍然是成立的。 展示演示文稿资料：康普顿 康普顿的成功也不是一帆风顺的，在他早期的几篇论文中，一直认为散射光频率的改变是由于“混进来了某种荧光辐射”；在计算中起先只考虑能量守恒，后来才认识到还要用动量守恒。 康普顿于1927年获诺贝