ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теория явления Комптона из "Оптика " Исследование рассеяния рентгеновских лучей веществом привело в 1923 г. Комптона к открытию важного явления, значительно углубляющего наши представления о фотонах. [c.652] Рассеяние рентгеновских лучей с волновой точки зрения связано с вынужденными колебаниями электронов вещества, так что частота рассеянного света должна равняться частоте падающего. Тщательные измерения Комптона показали, однако, что наряду с излучением неизменной длины волны в рассеянном рентгеновском излучении появляется излучение несколько большей длины волны. [c.653] Необходимо отметить, что указанные законы справедливы для не очень жестких лучей и для веществ с малым атомным весом (например, водород, углерод, бор, алюминий), имеющих в своем составе электроны, относительно слабо связанные с ядром атома. [c.653] Все перечисленные выше особенности явления Комптона можно истолковать, рассматривая его как процесс столкновения рентгеновских фотонов с атомами вещества. [c.654] При составлении уравнения сохранения энергии надо принять во внимание зависимость массы электрона от скорости, ибо скорость электрона после рассеяния может быть значительна. В соответствии с этим кинетическая энергия электрона выразится как разность энергии электрона после и до рассеяния, т. е. [c.654] Если Р достаточно мало по сравнению с единицей, так что можно пренебречь членами Р и выше, то формула принимает вид кин = /2 оС Р = /2лг а , т. е. переходит в обычное выражение классической нерелятивистской механики. [c.654] Формула (183.3) совпадает с экспериментальной формулой (182.1), определяющей закон явления. В самом деле, подставляя численные значения h, т и с, найдем /г/шоС = 0,02426 А в соответствии с наблюдениями. Приводимая ниже таблица показывает, насколько хорошо экспериментальные данные согласуются с теорией. [c.655] Явление изменения длины волны при рассеянии света можно было бы объяснить с волновой точки зрения при помощи явления Допплера электроны, рассеивающие рентгеновские лучи, под действием их выбрасываются из атомов по различным направлениям с разными скоростями. Таким образом, рассеянное излучение должно иметь измененную длину волны в зависимости от скорости и направления движения рассеивающих электронов. Вычислив, как должны были бы двигаться рассеивающие электроны, нетрудно получить классическую картину явления Комптона. [c.656] Движение электронов, получивших заметные скорости в результате рассеяния рентгеновских лучей, удается наблюдать непосредственно на опыте. Для этой цели были произведены исследования с помощью камеры Вильсона, которая позволяет судить и о направлении рассеянных лучей и о направлении движения электронов, выбитых при рассеянии рентгеновских лучей (электроны отдачи ). И на пути электронов, и на пути рассеянного рентгеновского света появляются ионы, на которых конденсируется водяной пар, что делает видимым эти пути. [c.656] Как уже указано, можно рассчитать взаимные направления электронов и рассеянных лучей, необходимые для классического объяснения явления Комптона при помощи эффекта Допплера. С другой стороны, можно вычислить это распределение направлений электронов и фотонов по теории упругих столкновений. Э-ги две точки зрения приводят к разным результатам. Упомянутые опыты свидетельствуют в пользу квантовой теории явления, так что объяснение его с помощью аспекта Допплера следует признать неудовлетворительным. Таким образом, явление Комптона, подобно основным законам фотоэффекта, говорит в пользу представления о фотонах. [c.656] Вернуться к основной статье