量子物理 · 动量与能量守恒

康普顿散射实验台

同一束X射线,散射方向不同,波长为什么也会不同?先改变入射波长与散射角,再用光子—电子碰撞的能量账本核对。

电子的康普顿波长 λC = h/(mec) = 2.426 pm

散射腔 · 动量矢量

箭头长度按本次动量比例缩放

康普顿散射动量矢量图 入射光子从左侧射向静止电子,散射光子与反冲电子的方向随散射角变化。 碰撞点:初始近似静止电子 入射光子 γ p = h/λ θ = 90° 散射光子 γ′ 反冲电子 e⁻ 动量转移为零
入射光子 散射光子 反冲电子 方向由动量守恒确定
20 pmX射线范围示例200 pm

先预测,再看三个关键角

保持当前入射波长不变,哪个散射角产生的波长增量最大?

请先作出预测。

三组结果都使用你当前设置的入射波长 71 pm。

前向散射 · θ = 0°

Δλ
—
λ′
—
电子动能
—

直角散射 · θ = 90°

Δλ
—
λ′
—
电子动能
—

背向散射 · θ = 180°

Δλ
—
λ′
—
电子动能
—