白天的天空各處都是亮的；航天員在大氣外飛行時，盡管太陽的光線耀眼刺目，其他地方的天空卻是黑的，甚至可以看見星星。這是為什么？
一、康普頓效應和光子的動量
光在介質(zhì)中與物質(zhì)微粒相互作用，因而傳播方向發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫做光的散射。
宇宙幾乎是真空的，在廣闊的宇宙空間中幾乎沒有物質(zhì)，所以宇宙中的“天”才是黑的。
說明能量有損失，導致波長變長。
按照經(jīng)典物理學的理論，由于光是電磁振動的傳播，入射光引起物質(zhì)內(nèi)部帶電微粒的受迫振動，振動著的帶電微粒從入射光吸收能量，并向四周輻射，這就是散射光。散射光的頻率應該等于帶電粒子受迫振動的頻率，也就是入射光的頻率，因而散射光的波長與入射光的波長應該相同，不會出現(xiàn)λ＞λ0的散射光。
經(jīng)典理論與實驗事實又一次出現(xiàn)了矛盾
他的基本思想是：X射線的光子不僅具有能量，也像其他粒子那樣具有動量，X射線的光子與晶體中的電子碰撞時要避守能量守恒定律和動量守恒定律，求解這些方程，可以得出散射光波長的變化值△入。理論結果與實驗符合得很好。
①在散射中能量和動量守恒
③證實了在微觀世界的單個碰撞事件中，動量和能量守恒定律仍然是成立的。
②光子除了具有能量之外還具有動量。
在麥克斯韋的電磁理論建立之后，人們認識到光是一種電磁波，從而光的波動說被普遍接受，人們不再認為光是由粒子組成的。愛因斯坦的光電效應理論和康普頓效應理論表明，光在某些方面確實會表現(xiàn)得像是由一些粒子（即一個個有確定能量和動量的“光子”）組成的。
光的波動性與粒子性的統(tǒng)一
光既具有波動性，又具有粒子性。換句話說，光具有波粒二象性。
大量光子產(chǎn)生的效果顯示出波動性，比如干涉、衍射現(xiàn)象；個別光子產(chǎn)生的效果顯示出粒子性。光子和電子、質(zhì)子等實物粒子一樣，具有能量和動量。和其他物質(zhì)相互作用時，粒子性起主要作用。
康普頓效應和光子的動量
1. 康普頓效應證實了光子不僅具有能量,也有動量。如圖給出了光子與靜止電子碰撞后,電子的運動方向,則碰后光子(　　)A.可能沿1方向,且波長變短B.可能沿2方向,且波長變短C.可能沿1方向,且波長變長D.可能沿3方向,且波長變長
2.科學研究證明,光子有能量也有動量,當光子與電子碰撞時,光子的一些能量轉移給了電子。假設光子與電子碰撞前的波長為λ,碰撞后的波長為λ',則碰撞過程中(　　)A.能量守恒,動量守恒,且λ=λ'B.能量不守恒,動量不守恒,且λ=λ'C.能量守恒,動量守恒,且λ

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高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第三冊電子課本

2 光電效應

版本： 人教版 (2019)

年級： 選擇性必修 第三冊

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