AEEA 天文教育資訊網

上網探索宇宙的好選擇 !   Activities of Exhibition and Education in Astronomy.

2002 年 10 月 27 日

光是什麼? (58) 康普敦散射
提供者 : 陳輝樺 (AEEA 小組 , NMNS )

說明: 在研究物質受 X 光照射 散射實驗 時, 發現一種特殊的散射類型, 即發射的光波 波長 和入射的光波波長不等,此現象與散射體無關, 而與原入射波有關。 1923 年康普敦 (Arthur Holly Compton 1892 - 1962) 首先對此觀察結果提出量子性的解釋, 並經實驗量度證實構想正確; 因而此效應被稱為「康普敦效應 (Compton Effect)」 或稱為「康普敦散射 (Compton Scattering)」。 此散射過程的特色是康普敦將能量與動量守恆律同時應用於光量子和電子間的碰撞,如上圖示。
         波長為 λ 的單色 X 光照射在散射體上,測定散射於任何一選定角度 θ 之 X 光的波長 λ' 強度分布, 結果如上圖表示。 經能量與動量守恆律同時應用於光量子和電子間碰撞的方程式推導, 得出其散射的波長會比原入射光波長來得長,它們之間的關係: λ' - λ = △λ = ( h / m0 c ) (1- cos θ ) , 式中 △λ = λ' - λ 稱為「康普敦位移 (Compton shift)」, 其位移的大小僅與散射角 θ 有關 (如上圖表示在 135 度的康普敦位移) ,並不涉及原波長 λ ; 式中 m0 為電子的靜止質量, c 為 真空中的光速, h 為卜朗克常數,而 h / m0 c 被稱為「康普敦波長」, 等於 0.02426 Å ( 1 Å (Angstrom,埃) 為 10 - 10 公尺)。 康普敦效應通常被認為是「 光量子 」存在的一件實證。

明日主題 : 「世紀風雲人物 ─ 愛因斯坦」 展 (1): 開展訊息
前一天主題 天文學名詞解釋 每日主題庫、主題分類介紹 天文展演教學模型、天文教學媒體製作、遠距遙控觀測模擬、展示場展覽介紹 天文學基本認識、天文觀測活動、九年一貫天文輔助教材教案、天文史哲介紹、動手作天文等教育活動 主題課程、Q&A、天文新知介紹、遠距天文教學輔導、FAQs、數理與自然探究 天文相關網站 E-mail 給主編、提問題和看法、與 AEEA 互動 後一天主題

作者與主編 : 陳輝樺 、 王夕堯
諮詢服務: 陳輝樺 (NMNS 國立自然科學博物館)
王夕堯 (NTPU 國立台北大學)
蘇明俊 (NKNU 國立高雄師範大學科教所)

本網站所有圖片未特別聲明者,都是取材自美國太空總署 (NASA) 網頁 ,請勿作商業用途使用。