高二物理競賽康普頓散射課件

散射晶體衍射測波長1.實驗發(fā)現(xiàn)1923年，康普頓在研究X射線經(jīng)物質(zhì)的散射實驗中發(fā)現(xiàn)，散射的X光除有原入射波長成分外，還有波長較長的部分，其波長差隨散射角θ而變。8.5康普頓散射吸收限的出現(xiàn)，再一次證明了原子內(nèi)部電子的殼層結(jié)構(gòu)。X射線發(fā)射譜線波數(shù)同X射線吸收限波數(shù)的關(guān)系：如:Kα1線是K能級和LIII能級之間的躍遷產(chǎn)生的，所以Kα1線的波數(shù)等于K吸收限和LIII吸收限波數(shù)只差。產(chǎn)生KX射線的閾能大于KX射線本身的能量。產(chǎn)生KX射線的閾能就是產(chǎn)生K空穴所需要的能量，也就是K吸收限所相應(yīng)的能量。因此，KX射線的能量位置總在K吸收限的左邊(低能側(cè))，相應(yīng)的吸收系數(shù)較小。KX射線某元素產(chǎn)生的X射線，可以用該元素制成的薄片，讓X射線容易的通過，而吸收掉其他雜散的射線——過濾片例題:某物質(zhì)的K吸收限為0.15?，求在波長為0.10?的x射線的輻照下，從K層發(fā)射出來的光電子的最大動能。解：波長為0.10?的x射線光子的能量為：例：鎢的K吸收限為0.0178nm，K線系的平均波長為λKα=0.0211nm，λKβ=0.0184nm，λKγ=0.0179nm。試畫出鎢的X射線能級圖；若用高壓為80keV的X射線管產(chǎn)生的輻射照在鎢上，利用能級圖計算從K,L和M殼層擊出的電子的最大動能；若用80keV的光子照射鎢，則從N殼層到n∞之間各殼層擊出的電子的動能范圍為多大？(2004年中科院)例：鎢的K吸收限為0.0178nm，K線系的平均波長為λKα=0.0211nm，λKβ=0.0184nm，λKγ=0.0179nm。K,n=1L,n=2M,n=3N,n=4n∞KαKβKγE=0EN=0.4keVEM=2.3keVEL=10.9keVEK=69.7keV電子動能：例：鎢的K吸收限為0.0178nm，K線系的平均波長為λKα=0.0211nm，λKβ=0.0184nm，λKγ=0.0179nm。K,n=1L,n=2M,n=3N,n=4n∞KαKβKγE=0EN=-0.4keVEM=-2.3keVEL=-10.9keVEK=-69.7keV電子動能：經(jīng)典電磁理論預言，散射輻射具有和入射輻射一樣的頻率.經(jīng)典理論無法解釋波長變化.2.量子解釋康普頓：光子與自由電子碰撞的結(jié)果

入射X射線由光子組成；光子能量由愛因斯坦關(guān)系給出。

固體表面電子束縛能遠小于X射線光子能量，可近似為自由電子；

反沖電子速度大，需用相對論公式。由這組方程可解得：康普頓散射公式散射光子能量：反沖電子動能：康普頓散射公式電子康普頓波長：入射光子能量與電子靜止能量相等時相應(yīng)的光子的波長。時，入射波與散射波的波長差等于電子康普頓波長。討論：

散射光波長的改變量僅與有關(guān),而與散射物無關(guān)。散射光子能量小于入射光子能量。提供了又一測量h的方法.可見光觀察不到康普頓效應(yīng),太小無法測量；X射線λ<0.1nm,足夠達到可以測量；2.康普