康普顿散射
当一个光子与一个电子发生碰撞时,它会像台球一样弹开——损失一部分能量,波长随之增大。反弹角度越大,波长的增量就越大,而这种波长的变化只取决于散射角,与光子的初始能量或碰撞的其他因素无关。这是光以携带动量的粒子式能量包传播的最有力证据之一。
Δλ = (h / mₑc) · (1 − cos θ)
- Δλ — 波长偏移量 (m): 光子散射后波长增大的量
- h / mₑc — 康普顿波长 (m): 一个固定常数,等于2.43皮米,由电子质量决定
- θ — 散射角 (°): 光子入射方向与出射方向之间的夹角
一个光子以90度角与电子发生散射。它的波长偏移了多少?
- θ = 90°
- h / mₑc = 2.43 pm
- Δλ = (h / mₑc) · (1 − cos θ)
- Δλ = 2.43 pm · (1 − cos 90°) = 2.43 pm · 1
Δλ = 2.43 pm