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光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)深入地揭示了光的粒子性的一面.前者表明光子具有能量,后者表明光子除了具有能量之外還具有動(dòng)量。
(1)由狹義相對(duì)論可知,一定的質(zhì)量m與一定的能量E相對(duì)應(yīng):E=mc2,其中c為真空中光速。已知某單色光的頻率為ν,波長(zhǎng)為λ,該單色光光子的能量E=hν,其中h為普朗克常量。試借用質(zhì)子、電子等粒子動(dòng)量的定義:動(dòng)量=質(zhì)量×速度,推導(dǎo)該單色光光子動(dòng)量表達(dá)式。
(2)康普頓在研究X射線與物質(zhì)散射實(shí)驗(yàn)時(shí),他假設(shè)X射線中的單個(gè)光子與輕元素中的電子發(fā)生彈性碰撞,而且光子和電子、質(zhì)子這樣的實(shí)物粒子一樣,既具有能量,又具有動(dòng)量?,F(xiàn)設(shè)一光子與一靜止的電子發(fā)生了彈性斜碰,如圖所示,碰撞前后系統(tǒng)能量守恒,且動(dòng)量守恒定律遵循矢量法則,在互相垂直的兩個(gè)方向上,作用前后的動(dòng)量也守恒。
①若入射光子的波長(zhǎng)為λ0,與靜止電子發(fā)生斜碰后,光子的偏轉(zhuǎn)角為α=37°,電子沿與光子的入射方向成β=45°飛出,求碰撞后光子的波長(zhǎng)λ和電子的動(dòng)量p(sin37°=0.6,cos37°=0.8);
②光子與固體靶中的電子(電子的動(dòng)能很小,初狀態(tài)可認(rèn)為靜止)發(fā)生碰撞后,波長(zhǎng)如何變化?試從理論上定性說(shuō)明。

【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:40引用:2難度:0.4
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    發(fā)布:2024/12/26 11:30:4組卷:102引用:2難度:0.8
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