作业帮康普顿散射中,波长λ和λ′的两条谱线强度随原子序数消长的原因是什么?原波长λ谱线的强度随散射物质原子序数的增加而增加,波长λ′的谱线强度随原子序数的增加而减小
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/09 11:49:03
康普顿散射中,波长λ和λ′的两条谱线强度随原子序数消长的原因是什么?原波长λ谱线的强度随散射物质原子序数的增加而增加,波长λ′的谱线强度随原子序数的增加而减小
康普顿散射中,波长λ和λ′的两条谱线强度随原子序数消长的原因是什么?
原波长λ谱线的强度随散射物质原子序数的增加而增加,波长λ′的谱线强度随原子序数的增加而减小
康普顿散射中,波长λ和λ′的两条谱线强度随原子序数消长的原因是什么?原波长λ谱线的强度随散射物质原子序数的增加而增加,波长λ′的谱线强度随原子序数的增加而减小
说康氏效应,那么就无可避免地要说到光电效应和电子对效应.我截了个图在下边,你参看一下.
康普顿效应：对于光子能量比较高的γ射线,它们能够忽略原子核对核外电子的束缚作用而把它们视为“自由电子”,γ射线可与这些电子发生弹性碰撞,把自身的一部分能量传递给这些电子后被反弹回来成为散射光子.这个过程就是康普顿效应,由此射出的电子被称为康普顿电子.实验发现：康普顿电子的出射角度被限制在0°～90°的范围之内,散射光子的出射角则是在0°～180°之间变化,这点充分说明了康普顿效应的弹性碰撞机制.
由此,我们可以看出：当核电荷数增加,核对外层电子的引力增强,光子发生光电效应的几率增加,康氏散射的截面(核物理词汇,你可以直接把它理解为反应几率)变小了.简单的说,就是光子与电子在核电荷数增加的时候,相同条件下发生非弹性碰撞的几率增加!
说到这里,我们就可以换个说法了：
既然随着原子序数(核电荷数)的增加,相同能量的光子(即波长相同)发生康普顿散射的几率减小了,也就是说谱线的强度就减小了.谱线的强度相当于是光线的强度,发生康氏散射的几率减小后,出射的康普顿电子以及散射光线的“个数”都会减小,……如果用高纯锗探测器进行对比探测的话,你就会发现康普顿散射的那些计数逐渐向光电效应全能峰那边偏移.
为什么说你第一句话是错的呢?因为入射光波长只决定于你选取的哪种频率的光,而不决定于康普顿散射的介质原子核.试想,假设你用的是产生紫外光的激光仪,激光仪发出的紫外线频率一定(也就是波长一定),用这束光去与介质原子核发生康氏散射,你认为这束光在与介质原子核接触之前频率会变么?——显然不会!变了的话那就是散射光了,康氏散射之后,散射光与入射光比起来频率下降,波长变长,如果你用的是紫外线,那么很可能在散射之后你能看到蓝紫色的光出射.
【附】
光电效应：介质原子作为一个整体与电磁波发生电磁相互作用,结果是吸收一个光子,并将此γ光子的全部能量传递给一个束缚电子,该电子由此摆脱原子核对它的束缚作用而成为自由电子被发射出来,这个电子叫做光电子,这个作用过程被称为光电效应.通过实验观察我们发现：光电子的出射方向与光子入射方向并不处在一条直线上,由此,我们知道了光电效应的参与者有三,分别是：光子、原子核、核外电子.由此我们可以分析出一个结果,因为原子内层电子和原子核结合得更紧密,相互作用更大,所以原子内层电子发生光电效应的几率比外层电子要大.
因此,我们可以推断出决定光电效应发生几率大小的几个因子：原子序数与光子能量.由于发生光电效应强调了原子核和核外电子结合的紧密程度,所以我们不难发现：原子序数（核电荷数）越高的阻止介质发生光电效应的几率越大；而要使光子能量很高的射线发生光电效应也是很困难的；因为光子的能量越高,核对核外电子的束缚作用相对来说就会变得越微不足道.
电子对效应：当γ光子的能量大于电子静止能量的两倍（1.02MeV）时,会在介质原子核库仑场中转变成一对正负电子,这个过程就是电子对效应,它是高能γ光子与物质作用的一种主要方式.
这个问题很难 我们学过康普顿效应 就是不知道你说的这个问题 等我问问我们老师 他是教授级别的 应该知道 呵呵
xiaoshi