Question

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

• A．λ′＞λ，碰撞過程動量守恒，能量不守恒
• B．λ′＜λ，碰撞過程能量守恒，動量不守恒
• C．λ′＞λ，碰撞過程動量守恒，能量也守恒
• D．碰后電子動量為

  h

  λ1

  ，碰撞過程滿足

  hc

  λ

  =

  hc

  λ′

  +

  hc

  λe

Answer 1

分析：在康普頓效應中，當入射光子與晶體中的電子碰撞時，把一部分動量轉移給電子，則動量減小，根據λ=

h

P

，知波長增大，
碰撞過程系統不受外力，故動量守恒，光子的能量遠大于電子的束縛能時，光子與自由電子或束縛較弱的電子發生彈性碰撞，故能量守恒．

解答：解：ABC、在康普頓效應中，當入射光子與晶體中的電子碰撞時，把一部分動量轉移給電子，則動量減小，根據λ=

h

P

，知波長增大，碰撞過程系統不受外力，故動量守恒，光子的能量遠大于電子的束縛能時，光子與自由電子或束縛較弱的電子發生彈性碰撞，故能量守恒．所以C正確，AB錯誤；
D、由碰撞示意圖知碰后電子與光子的運動方向不在一條直線上，而動量守恒是矢量式，所以直接寫

hc

λ

=

hc

λ′

+

hc

λe

是錯誤的．即D錯誤．
故選：C．

點評：知道散射實驗中滿足動量守恒能量守恒，并知道散射前后光子的波長變大，掌握時要理解原理．