百科
康普顿效应
概念
当光入射到物质上被散射后，在散射波中，除有与入射波的波长相同的射线外，还有波长比入射波的波长更长的射线。人们把这种波长变化的现象叫做康普顿效应。
解释
在康普顿效应中，入射光的光子与物质中的自由电子发生弹性碰撞，碰撞中满足动量守恒与能量守恒，光子的一部分能量传递给电子，从而引起被散射光子的能量减小，频率减小，波长变长。
意义
(1)证明了爱因斯坦光子说的正确性;
(2)揭示了光子不仅具有能量，还具有动量;
(3)揭示了光具有粒子性的一面;
(4)证实了在微观粒子的单个碰撞事件中动量守恒定律和能量守恒定律仍然成立。
相关试题
根据量子理论：光子既有能量也有动量；光子的能量E和动量p之间的关系是E=pc，其中c为光速。由于光子有动量，照到物体表面的光子被物体吸收或被反射时都会对物体产生一定的压强，这就是“光压”，用I表示。根据动量定理：当动量为p的光子垂直照到物体表面，若被物体反射，则物体获得的冲量大小为2p；若被物体吸收，则物体获得的冲量大小为p。下图是我国自行研制的一种大型激光器，其高纯度和高亮度已经达到了国际先进水平。已知该激光器发出的激光光束的功率为 
，光束的横截面为S；当该激光垂直照射到反光率为50%的一辆装甲车的表面时，这两装甲车受到的光压I为 
[ ] A． 
B．
C．
D．
钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子。光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小____________（选填“增大、“减小”或“不变”），原因是____________。 不定项选择 在中子衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近。已知中子质量m=1.67×10-27 kg，普朗克常量h=6.63×10-34 J·s，可以估算德布罗意波长λ=1.82×10-10 m的热中子动能的数量级为（ （ ）
A．10-17 J
B．10-19 J
C．10-21 J
D．10-24 J多选 下列说法中正确的是（ ） A．核子结合成原子核一定有质量亏损，释放出能量
B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
C．氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，电子的动能增大，电势能减小
D．在光的单缝衍射实验中，狭缝变窄，光子动量的不确定量变小已知氘核的质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，氦3（ 
）的质量为3.0150u。两个氘核聚变生成氦3的反应方程是____________________________；聚变放出的能量是________________________________；若两个氘核以相同的动能Ek＝0.35MeV正碰，则碰撞后生成物的动能为____________，_________________。（假设核反应中的能量都转化为粒子的动能） 不定项选择 紫外线光子的动量为hv/c，一个静止的O3吸收了一个紫外线光子后（ ） A．仍然静止
B．沿着光子原来运动的方向运动
C．沿光子运动相反方向运动
D．可能向任何方向运动一台激光器发光功率为P0，发出的激光在真空中波长为λ，真空中的光速为c，普朗克常量为h，则每一个光子的动量为____________；该激光器在t秒内辐射的光子数为____________。 已知：功率为100W灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量，光速 
，普朗克常量
，假定所发出的可见光的波长都是560nm，计算灯泡每秒内发出的光子数。已知功率为100 W的灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量，光速c=3.0×108 m/s，普朗克常量h=6.63×10-34 J·s。假定所发出的可见光的波长都是560 nm，计算灯泡每秒内发出的光子数。 科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子。假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ"，则碰撞过程中（ ） A．能量守恒，动量守恒，且λ=λ"
B．能量不守恒，动量不守恒，且λ=λ"
C．能量守恒，动量守恒，且λ＜λ"
D．能量守恒，动量守恒，且λ>λ"若一个光子的能量等于一个电子的静止能量，试问该光子的动量和波长是多少？在电磁波谱中它属于何种射线？ 光具有粒波二象性，光子的能量ε=hν，其中频率ν表示波的特征，在爱因斯坦提出光子说之后，法国物理学家德布罗意提出了光子动量p与光波波长λ的关系 
。
若某激光管以Pw=60 W的功率发射波长λ=663 nm的光束，试根据上述理论计算：
(1)该管在1s内发射出多少个光子？
(2)若光束全部被某黑体表面吸收，那么该黑体表面所受到光束对它的作用力F为多大？光子有能量，也有动量，动量p=h/λ，它也遵守有关动量的规律。如图所示，真空中，有一装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO"在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片（反射光子）。当用平行白光垂直照射这两个圆面时，关于装置开始转动情况（俯视）的下列说法中正确的是（ ） 
A．顺时针方向转动
B．逆时针方向转动
C．都有可能
D．不会转动已知由激光器发出的一细束功率为P=0.15 kW的激光束，竖直向上照射在一个固态铝球的下部，使其恰好能在空中悬浮。已知铝的密度为ρ=2.7×103kg/m3，设激光束的光子全部被铝球吸收，求铝球的直径是多大？(计算时可取π=3，g=10 m/s2) 人类对光的本性的认识经历了曲折的过程．下列关于光的本性的陈述中不符合科学规律或历史事实的是（ ）（本题单选） A．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的 B．光的双缝干涉实验显示了光具有波动性 C．麦克斯韦预言了光是一种电磁波 D．光具有波粒二象性 已知某单色光的波长为λ，在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h，则该电磁波辐射的能量子的值为（ ） A．hcλ B． hλ c C． h λ D． hc λ 假设一个沿着一定方向运动的光子和一个静止的再子自由电子发生碰撞后，电子向某一方向运动，光子将偏离原运动方向，这种现象称为光子的散射，散射后的光子跟原来相比（ ） A．光子将从电子处获得能量，因而频率增大 B．散射后的光子运动方向将与电子运动方向在一条直线上，但方向相反 C．由于电子受到碰撞，散射光子的频率低于入射光子的频率 D．散射光子虽改变原来的运动方向，但频率不变 正、负电子对撞后湮灭成三个频率相同的光子．已知普朗克恒量为h，电子的质量为m，电荷量为e，电磁波在真空中传播速度为c，则生成的光子射人折射率为4/3的水中，其波长为（ ） A．3h/4mc B．h/mc C．9h/4mc D．9h/8mc 根据爱因斯坦的“光子说”可知（ ） A．“光子说”本质就是牛顿的“微粒说” B．光的波长越大，光子的能量越小 C．一束单色光的能量可以连续变化 D．只有光子数很多时，光才具有粒子性 红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是（ ） A．红光 B．橙光 C．黄光 D．绿光 氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n=3的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光b，则（ ） A．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线 B．氢原子从n=4的能级向n=3的能级跃迁时会辐射出紫外线 C．在水中传播时，a光较b光的速度小 D．氢原子在n=2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离 在X射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生包括X光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能．已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常数h、电子电量e和光速c，则可知该X射线管发出的X光的（ ） A．最长波长为hc/eU B．最短波长为ch/eU C．最小频率为eU/h D．最大频率为eU/h 康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量．如图给出了光子与静止电子碰撞后，电子的运动方向，则碰后光子（ ） A．可能沿1方向，且波长变小 B．可能沿2方向，且波长变小 C．可能沿1方向，且波长变长 D．可能沿3方向，且波长变长 根据爱因斯坦光子说，光子能量E等于（h为普朗克常量，c、λ为真空中的光速和波长）（ ） A． 
B． 
C．hλ D． 
发光功率为P的点光源放在折射率为n的介质中，点光源向各个方向均发出波长为λ的单色光，在距点光源为l远处，垂直光的传播方向有一孔屏，小孔的面积为S，求ts内通过小孔的光子数．（设真空中光速为c，普朗克恒量为h） 正负电子对撞后湮灭生成两个频率相同的光子．已知普朗克常数为h，电子质量为m，电磁波在真空中的速度为c，在折射率为4/3的水中，这种频率的光波长为（ ） A．3h/4mc B．4h/3mc C．h/mc D．mc/h 关于光子的能量，下列说法中正确的是（ ） A．光子的能量跟它的频率成反比 B．光子的能量跟它的频率成正比 C．光子的能量跟它的速度成正比 D．光子的能量跟它的速度成反比 正电子（PET）发射计算机断层显像：它的基本原理是：将放射性同位素15O注入人体，参与人体的代谢过程．15O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象．根据PET原理，回答下列问题：
（1）写出15O的衰变的方程式______．
（2）将放射性同位素15O注入人体，15O的主要用途______
A．利用它的射线 B．作为示踪原子 C．参与人体的代谢过程 D．有氧呼吸
（3）设电子质量为m，电量为q，光速为c，普朗克常数为h，则探测到的正负电子湮灭后生成的光子的波长=______．
（4）PET中所选的放射性同位素的半衰期应______．（填“长”或“短”或“长短均可”）激光器输出功率为P瓦，它每秒发出的光子数为（ ） A. 
B. 
C. 
D. 
频率为v的光子，具有的能量为hv，将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原来的运动方向，这种现象称为光的散射，则（ ） A．散射后的光子虽改变原来的运动方向，但频率保持不变 B．散射后的光子将从电子处获得能量，因而频率将增大 C．散射后的光子运动方向将与电子运动方向在一条直线上，但方向相反 D．由于电子受到碰撞，散射后的光子频率低于入射光的频率 下列说法中，正确的是（ ） A．光照越强，光电子的初动能就越大 B．光子不仅有能量，还有动量，其动量为p=λ/h C．汤姆孙发现电子后提出了原子的核式结构模型 D．放射性元素衰变的快慢跟原子所处的化学状态和外部条件无关 红、黄、蓝、紫四种单色光中，光子能量最小的是（ ） A．红光 B．黄光 C．蓝光 D．紫光 用一束单色光照射处于基态的一群氢原子，这些氢原子吸收光子后处于激发态，并能发射光子，现测得这些氢原子发射的光子频率仅有三种，分别为γ1、γ2和γ3，且γ1＜γ2＜γ3．则入射光子的能量应为（ ） A．hγ1 B．hγ2 C．h（γ1+γ2） D．hγ3 已知电子质量为9.1×10-31kg，普朗克常量为6.63×10-34J•s．某放射性元素放出β粒子，则该粒子物质波的波长最接近于下列哪个值？（ ） A．10-12m、 B．10-10m C．10-9m D．10 -8m 爱因斯坦的光子说理论认为，光在传播过程中，是不连续的，是由数值分立的“光子”组成，每个光子的能量E=hν，式中的ν为光子的频率，h为普朗克常量，其值为h=6.63×10-34J•s，对于能量是2.0×10-12J的光子，其频率为（ ） A．3.01×1021s-1 B．3.31×10-22s-1 C．1.33×10-45s-1 D．3.01×1021s 纳米技术现在已经广泛应用到社会生产、生活的各个方面．将激光束的宽度聚光到纳米级范围内，可以精确地修复人体损坏的器官．糖尿病引起视网膜病变是导致成年人失明的一个重要原因，利用聚光到纳米级的激光束进行治疗，90%的患者都可以避免失明的严重后果．一台功率为10W氩激光器，能发出波长λ=500nm的激光，用它“点焊”视网膜，每次“点焊”需要2×10-3J的能量，则每次“点焊”视网膜的时间是多少？在这段时间内发出的激光光子的数量是多少？ 如图所示为伦琴射线管的示意图，K为阴极，发射的电子初速为零，A为对阴极（阳极），当AK间加直流电压U=30kV时，电子被加速打到对阴极A上，使之发出伦琴射线，设电子的动能全部转化为伦琴射线的能量，已知电子电量e=1.6×10-19 C，质量m=0.91×10-30 kg，普朗克常量h=6.63×10-34 Js，则电子到达对阴极时的速度v=______m/s（取一位有效数字），由对阴极发出的伦琴射线的最短波长为______m． 
已知氢原子的能级公式为：En= 
，其中E1=-13.6eV．现让一束单色光照射一群处于基态的氢原子，受照射后的氢原子能自发地发出3种不同频率的光，则该照射单色光的光子能量为 （ ）A．13.6eV B．12.75eV C．12.09eV D．10.2eV 糖尿病引起视网膜病变是导致失明的一个重要原因．利用高度聚集的激光束进行治疗，90%的患者可以避免失明的严重后果．一台发光功率为10W的氩激光器，能发出波长λ=5×10-7m的激光，每次点焊视网膜需要2×10-3J的光能，因此每次点焊只需要______s，每次点焊需要的光子数为______．（均用一位有效数字表示，普朗克常量h=6.63×10-34J•s） 能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为0.9×10-18J，已知可见光的平均波长为0.6μm，普朗克恒量h=6.63×10-34J•s，则一个可见光光子平均能量为______ J，能引起人的视觉反应时，进入人眼的光子数至少为______个． 某脉冲激光器的耗电功率为3×103W，每秒钟输出10个光脉冲，每个脉冲持续的时间为10-8s，携带的能量为0.6J，则每个脉冲的功率为______W，该激光器将电能转化为激光能量的效率为______． 下列说法正确的是（ ）
