高中物理 第5章 波与粒子 2 康普顿效应课件 鲁科版选修

第2节 康普顿效应,目标定位 1.了解康普顿X射线散射实验.2.理解康普顿X射线实验原理.3.掌握康普顿效应的概念，知道光的波粒二象性,一、康普顿对X射线散射的研究 1光的散射 光在介质中与物体微粒的相互作用，使光的 发 生改变的现象 2康普顿效应 在光的散射中，部分散射光的波长变长，波长改变的多少与 有关,传播方向,散射角,3康普顿效应的意义 康普顿效应表明光子除了具有能量之外，还具有 ， 深入揭示了光具有 性,动量,粒子,二、光的波粒二象性 1光具有波粒二象性：光子既有 ，又有 2发生光电效应或康普顿效应取决于 3光波是一种 4光的波动性和粒子性不是均衡表现的，波长较长时，光 子的 和 很小，波动性比较 ，波长越长，波 动性越 光在与电子相互作用时表现为 性，在 传播过程中更多地表现为 性,粒子的特征,波的特征,入射光的波长,概率波,能量,动量,明显,明显,粒子,波动,3光子说对康普顿效应的解释：假定X射线光子与电子发生弹性碰撞 (1)光子和电子相碰撞时，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)因为碰撞中交换的能量与碰撞的角度有关，所以波长改变与散射角有关,【例1】 白天的天空到处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果美国物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比 ( ) A频率变大 B速度变小 C光子能量变大 D波长变长 答案 D,图1,【例2】 (多选)下列关于光的波粒二象性的理解正确的是 ( ) A大量光子的行为往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性 B光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子 C高频光是粒子，低频光是波 D波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著 答案 AD,解析 光的波粒二象性指光有时候表现出的粒子性较明显，有时候表现出的波动性较明显，D正确；大量光子的行为往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性，A正确；光在传播时波动性显著，光与物质相互作用时粒子性显著，B错误；频率高的光粒子性显著，频率低的光波动性显著，C错误,针对训练2 下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是 ( ) A有的光是波，有的光是粒子 B光子与电子是同样的一种粒子 C光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著 D大量光子的行为往往显示出粒子性 答案 C,解析 一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子 虽然光子与电子都是微观粒子，都具有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量；电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同样的一种粒子光的波粒二象性的理论和实验表明，大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光的波长越短，其光子能量越大，个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应，所以其粒子性就很显著 综上所述，本题正确答案为选项C.,