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康普顿效应的实验规律

时间:2024-02-18 百科知识 版权反馈
【摘要】:1923年,美国物理学家康普顿在研究X射线被物质散射时发现,散射X射线中除了有与原入射线波长相同的射线外,还出现了比原有波长长的射线。人们把这一现象称为康普顿效应。图17-3-2 康普顿散射实验结果

1923年,美国物理学家康普顿在研究X射线被物质散射时发现,散射X射线中除了有与原入射线波长相同的射线外,还出现了比原有波长长的射线。人们把这一现象称为康普顿效应。实验装置如图17-3-1所示。

图17-3-1 康普顿散射实验装置示意图

由X射线管发出波长为λ0的X射线,通过光阑后成为一束狭窄的X射线,然后投射到散射物质石墨体上发生散射,最后用X射线谱仪可探测到不同散射方向的X射线的波长λ与强度的关系。其中散射方向与入射方向之间的夹角φ称为散射角。实验结果如图17-3-2所示。

从图17-3-2中可以得出以下几点结论。

(1)在φ=0时,散射后的X射线的波长与入射光的波长λ0相同。

(2)当φ>0时,散射光中除了有与原波长λ0相同的谱线外,还有λ>λ0的谱线。

(3)波长的改变量Δλ=λ-λ0随散射角φ的增大而增大。

还需补充的一点是,康普顿最初的实验是用石墨作为散射物质,为了证明这一效应的普遍性,当时正是康普顿的研究生的我国物理学家吴有训,做了不同散射物质的X射线散射实验,他发现其中都存在波长变长的实验现象,并且对于不同元素的散射物质,在同一散射角φ下,波长的改变量Δλ=λ-λ0均相同,只是波长为λ的散射光强度随散射物质原子序数的增加而减小。

图17-3-2 康普顿散射实验结果

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