Question

光子在介質(zhì)中和物質(zhì)微粒相互作用，可使光的傳播方向轉(zhuǎn)向任何方向，這種現(xiàn)象叫做光的散射．1922年，美國(guó)物理學(xué)家家康普頓研究了石墨中的電子對(duì)X射線的散射規(guī)律，若用λ、λ′表示散射前、后X射線的波長(zhǎng)，用λ_e表示作用后電子的德布羅意波長(zhǎng)，則（　　）

• A．λ′＞λ，碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，能量不守恒
• B．λ′＜λ，碰撞過(guò)程能量守恒，動(dòng)量不守恒
• C．λ′＞λ，碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，能量也守恒
• D．碰后電子動(dòng)量為

  h

  λ1

  ，碰撞過(guò)程滿(mǎn)足

  hc

  λ

  =

  hc

  λ′

  +

  hc

  λe

Answer 1

分析：在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時(shí)，把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，則動(dòng)量減小，根據(jù)λ=

h

P

，知波長(zhǎng)增大，
碰撞過(guò)程系統(tǒng)不受外力，故動(dòng)量守恒，光子的能量遠(yuǎn)大于電子的束縛能時(shí)，光子與自由電子或束縛較弱的電子發(fā)生彈性碰撞，故能量守恒．

解答：解：ABC、在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時(shí)，把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，則動(dòng)量減小，根據(jù)λ=

h

P

，知波長(zhǎng)增大，碰撞過(guò)程系統(tǒng)不受外力，故動(dòng)量守恒，光子的能量遠(yuǎn)大于電子的束縛能時(shí)，光子與自由電子或束縛較弱的電子發(fā)生彈性碰撞，故能量守恒．所以C正確，AB錯(cuò)誤；
D、由碰撞示意圖知碰后電子與光子的運(yùn)動(dòng)方向不在一條直線上，而動(dòng)量守恒是矢量式，所以直接寫(xiě)

hc

λ

=

hc

λ′

+

hc

λe

是錯(cuò)誤的．即D錯(cuò)誤．
故選：C．

點(diǎn)評(píng)：知道散射實(shí)驗(yàn)中滿(mǎn)足動(dòng)量守恒能量守恒，并知道散射前后光子的波長(zhǎng)變大，掌握時(shí)要理解原理．