题目
在康普顿散射实验中,如果散射角增大,散射光子的能量将:____A. 无法确定B. 减少C. 不变D. 增加
在康普顿散射实验中,如果散射角增大,散射光子的能量将:____
A. 无法确定
B. 减少
C. 不变
D. 增加
题目解答
答案
B. 减少
解析
本题考查康普顿散射实验中散射角与散射光子能量的关系,解题思路是先明确康普顿散射公式,再根据公式分析散射角变化时散射光子波长的变化,最后结合光子能量与波长的关系得出散射光子能量的变化情况。
- 明确康普顿散射公式:
康普顿散射公式为$\Delta\lambda=\lambda' - \lambda=\frac{h}{m_0c}(1 - \cos\theta)$,其中$\Delta\lambda$是波长的改变量,$\lambda'$是散射光的波长,$\lambda$是入射光的波长,$h$是普朗克常量,$m_0$是电子的静止质量,$c$是真空中的光速,$\theta$是散射角。 - 分析散射角增大时散射光波长的变化:
当散射角$\theta$增大时,$\cos\theta$的值减小,那么$1 - \cos\theta$的值增大。因为$h$、$m_0$、$c$均为常量,所以$\frac{h}{m_0c}(1 - \cos\theta)$增大,即$\Delta\lambda$增大。又因为$\Delta\lambda=\lambda' - \lambda$,$\lambda$不变,所以$\lambda'$增大,也就是散射光的波长增大。 - 分析散射光波长增大时散射光子能量的变化:
根据光子能量公式$E = h\nu=\frac{hc}{\lambda}$(其中$E$是光子能量,$\nu$是光子频率),可知光子能量$E$与波长$\lambda$成反比。当散射光的波长$\lambda'$增大时,散射光子的能量$E'$减小。