四、康普顿效应与光电效应的关系 (1)康普顿效应与光电效应在物理本质上是相同的 它们所研究的都不是整个光束与散射物体之间 的作用,而是个别光子与个别电子之间的相互作 用,在这种相互作用过程中都遵循能量守恒定律 (2)康普顿效应与光电效应的入射光的波长不同 康普顿效应只有在入射光波长与电子的康普顿 波长可以相比拟时才显著。 般来说,当光子的能量与电子的束缚能同数 量级时,主要表现为光电效应;当光子的能量远远 大于电子的束缚能时,主要表现为康普顿效应 2021222
2021/2/22 21 四、康普顿效应与光电效应的关系 （1）康普顿效应与光电效应在物理本质上是相同的 它们所研究的都不是整个光束与散射物体之间 的作用，而是个别光子与个别电子之间的相互作 用，在这种相互作用过程中都遵循能量守恒定律。 康普顿效应只有在入射光波长与电子的康普顿 波长可以相比拟时才显著。 （2）康普顿效应与光电效应的入射光的波长不同 一般来说，当光子的能量与电子的束缚能同数 量级时，主要表现为光电效应；当光子的能量远远 大于电子的束缚能时，主要表现为康普顿效应
(3)光子与电子相互作用的微观机制不同 在光电效应中,电子吸收了光子的全部能 量,在整个过程中,只满足能量守恒定律; 在康普顿效应中,光子与电子作弹性碰撞, 此时不仅能量守恒,动量也守恒 2021/2/22 22
2021/2/22 22 （3）光子与电子相互作用的微观机制不同 在光电效应中，电子吸收了光子的全部能 量，在整个过程中，只满足能量守恒定律； 在康普顿效应中，光子与电子作弹性碰撞， 此时不仅能量守恒，动量也守恒
例1:已知X射线散射,入射光波长A=0.01nmg=90 求:散射光波长A= 反冲电子E=?P=? 解:(1)由康普顿散射公式 孔=+2(1-cosq) A.=0.0024nm 见=0.0124nm 在q=90的方向上,有两种波长的X射线 2021=0.01mm元=0.0124m2
2021/2/22 23 求：散射光波长 已知X射线散射，入射光波长 0 = 0.01nm = 90 反冲电子 = ? = ? Ek = ? Pe x m 解：（1）由康普顿散射公式 0 在 的方向上，有两种波长的X射线 (1 cos ) = 0 + c − c = 0.0024nm = 0.0124nm = 900 = 0.01nm = 0.0124nm 例1：
(2)反冲电子的动能E,=? 由碰撞过程能量守恒hv+mc2=hv+t E=mc 2 hv-h c h乜 C =38×10-15J (3)反冲电子的动量P=? 由动量守恒 b X方向: +0=0+Pcos日 0 0 Y方向:0+0 hp sin 24
2021/2/22 24 （3）反冲电子的动量 （2）反冲电子的动能 由碰撞过程能量守恒 = ? Ek 2 2 h 0 + m0 c = h + mc Ek = mc − m c = h 0 − h 2 0 2 hc hc = − 0 J 15 3.8 10− = x Pe h 0 h Pe = ? 由动量守恒 X方向： Y方向： 0 0 cos 0 Pe h + = + 0 0 Pe sin h + = −
两式联立 ()2+() h P V10+2=85×10-3Kg.m· 2 h cos 6 0786=38°44 10·Pe 2021/2/22
2021/2/22 25 两式联立： 2 2 0 2 ( ) ( ) h h Pe = + 2 2 2 3 1 0 0 8.5 10− − = + = Kgms h Pe cos 0.78 0 = = Pe h = 38 44