2021-2022学年高二物理竞赛课件：康普顿效应和光电效应的联系 .pptx

康普顿效应和光电效应的联系 康普顿效应康普顿效应康普顿效应康普顿效应和光电效应的联系和光电效应的联系和光电效应的联系和光电效应的联系 1 1 可见光和紫外光照射金属可见光和紫外光照射金属可见光和紫外光照射金属可见光和紫外光照射金属 光子与公有化电子作用光子与公有化电子作用光子与公有化电子作用光子与公有化电子作用1)1)电子吸收光子电子吸收光子电子吸收光子电子吸收光子2)2)电子和光子发生弹性散射电子和光子发生弹性散射电子和光子发生弹性散射电子和光子发生弹性散射波长最大改变量波长最大改变量 难以观察难以观察 光子的能量与公有化电子的能量相仿光子的能量与公有化电子的能量相仿电子吸收光子的能量从金属表面逸出电子吸收光子的能量从金属表面逸出 光电效应光电效应其中：其中：一个静止的电子和一能量为一个静止的电子和一能量为h 0的光子碰撞后的光子碰撞后 它获得的最大能量是多少？它获得的最大能量是多少？电子获得的能量电子获得的能量电子获得的能量电子获得的能量 时，光子波长改变最大，即光子能量改变最大时，光子波长改变最大，即光子能量改变最大 波长位移波长位移波长位移波长位移2)束缚电子和光子发生碰撞束缚电子和光子发生碰撞 光子和整个原子实碰撞光子和整个原子实碰撞光子的波长最大改变量光子的波长最大改变量 1)束缚电子的结合能远大于光子的能量束缚电子的结合能远大于光子的能量 无无光电效应光电效应X 光子光子 公有化电子公有化电子1)1)电子可看作自由电子可看作自由电子可看作自由电子可看作自由 不能吸收光子不能吸收光子不能吸收光子不能吸收光子 康普顿散射康普顿散射2)2)电子和光子发生弹性散射电子和光子发生弹性散射电子和光子发生弹性散射电子和光子发生弹性散射 相当于与整个原子碰撞相当于与整个原子碰撞 碰撞前后碰撞前后X光的能量不变光的能量不变光子的波长最大改变量光子的波长最大改变量光子的波长最大改变量光子的波长最大改变量 难以观察难以观察X 光子光子 X光子和自由电子碰撞过程光子和自由电子碰撞过程 经过两个过程实现经过两个过程实现两步过程两步过程两步过程两步过程 可以采取两种可能的方式可以采取两种可能的方式可以采取两种可能的方式可以采取两种可能的方式 每一步光子和电子遵循动量守恒每一步光子和电子遵循动量守恒_能量不守恒能量不守恒 如果在第一步过程体系都满足动量和能量守恒如果在第一步过程体系都满足动量和能量守恒 与电子相对论质量相悖与电子相对论质量相悖与电子相对论质量相悖与电子相对论质量相悖 每一步遵循动量守恒每一步遵循动量守恒每一步遵循动量守恒每一步遵循动量守恒 但不遵循能量守恒但不遵循能量守恒但不遵循能量守恒但不遵循能量守恒 两种可能方式的整个过程两种可能方式的整个过程 体系满足动量和能量守恒体系满足动量和能量守恒