光电效应和康普顿效应中光子和电子之作用

 我们知道,当波长较短的光与物质相互作用时,则表现为粒子性.光电效应和康普顿效应(亦称康普顿散射)是光的粒子性的最好证明.在这两种效应中都包含了光子和电子的作用,那么在这两种效应中,光子和电子作用有什么不同?在什么情况下,产生光电效应?在什么情况下,产生康普顿效应?这些问题常使学生感到困惑.为回答上述问题,本文试对这两种效应中光子与电子作用的异同之处作一定性讨论.     

对光电效应和康普顿效应几个问题的讨论

本文回顾了古典光电效应和康普顿效应实验,解释了为什么在这些实验中分别只观察到一种效应,以及这两种效应各自发生的条件。另外讨论了在两种效应中的能量和动量守恒情况,最后用多普勒效应证明了光子在康普顿散射过程中的完整性。     

康普顿效应中电子-光子碰撞过程的研究

康普顿散射公式中光子波长的连续变化与光量子假说在表面上存在着不一致.为此文章分析了康普顿效应中电子和光子的碰撞过程,指出康普顿散射光子波长的连续变化可以通过自由电子连续的“虚光子吸收”和“虚光子发射”过程来加以说明.     

吴有训与康普顿效应

 康普顿效应发现于1923年,是美国物理学家康普顿(A.H.Compton)经过长期研究所获得的成果.这个效应不能用经典理论解释.只能把光看成是具有能量和动量的光子,光子与自由电子作完全弹性碰撞,才能比较完满地作出解释.所以康普顿的发现具有伟大的历史意义,它肯定了光的粒子性,而波粒二象性正是量子力学的基础.但是由于经典物理观念很深蒂固,康普顿效应一经提出,就遭到人们的怀疑和非难.有人认为实验证据不够充分,有人提出新的实验结果,作出新的解释,向康普顿的结论挑战.为了取得更全面的实验证据,康普顿所在的芝加哥大学赖尔森物理实验室开展了深入的研究,其中来自中国的研究生吴有训工作最有成效.他以高超的实验技术、严密细致的工作,为康普顿效应的确证作出了杰出贡献.     

从光量子性看多普勒频移

从光的粒子性出发，分析计算了运动原子和静止原子发射的光子的频率，得到了完全相同的多普勒频移公式．     

光电效应和康普顿效应的矛盾辨析

高中物理(人教版)教材第三册先后出现了光电效应和康普顿效应这两个内容,作为光具有粒子性的重要证据来学习.为了解释光电效应中的极限频率和瞬时性问题,爱因斯坦假设了这样一个情景:一个电子只能吸收一个光子的能量,而且必须是整份吸收,即是说,     

电子关联动力学

应用高分辨快电子能量损失谱仪，绝对测量了He原子各种光学允许和光学禁戒的双电子激发过程的动量转移依赖特性，报道了作为动量转移函数的以内禀关联量子数K，r和A表征的电子态：(0，1)：‘P0，：(1，0)；s。和：(1，0)；’D。的FarIo参数q以，p。／和．s，同时对：(一1，0)；‘s。和：(1，0)：的波函数作出定性检验．从而在实验上通过激发动力学过程研究了电子关联效应．     

Controllable Double-Well Magneto-Optical Trap for Neutral Atoms

We propose a novel controllable double-well magneto-optical trap (MOT) by using a square current-carrying wire and a bias magnetic field. The spatial distributions of the magnetic fields and their gradients are calculated, and the results show that the proposed trap has double magnetic wells with two centres of zero magnetic field and can be continuously evolved as a single-well trap by reducing the current in the wire or increasing the bias field, which can be used to realize a controllable double-well MOT, even to prepare one- and two-dimensional arrays of magneto-optical lattices on the surface of an atom chip. We also estimate the number (～10^7) and temperature (～260μK) of trapped cold atoms in our MOT.     

激光场中电子—原子的散射

在本文中,我们研究了多光子自由-自由跃迁中原子的修饰效应。我们用不同于Joachain et al的方法处理激光场中氢原子基态波函数并给出自由-自由跃迁微分截面。在数值计算的基础上分析了微分截面随光子能量以及随散射角的变化规律,结果表明当激光场较强时,原子的修饰效应很大,特别是在小动量转移区,原子的修饰效应非常显著。我们的结果还表明即使散射电子与激光场交换的净光子数等于零,原子的修饰效应照样很大。进一步分析我们还发现,考虑原子的修饰效应后,微分截面随散射角和光子能量变化而变化所特有的振荡加剧。     

Electron Correlation in the Final Continuum of Ionization Hydrogen by 150-eV Electron Impact

Electron correlation in triple differential cross sections for ionization of atomic hydrogen by electron impact is analysed for the case of coplanar asymmetric geometry within the framework of the two-potential formulae. Based on the approximations of projectile and faster-electron plane wave, the transition matrix element is analytically expressed to be a product of two factors: the correlation factor of two electrons in the final channel and the structure-scattering factor. The contribution of both the factors to the angular distribution of the triple differential cross section is calculated. The present results are compared with the experimental data and the other theoretical calculations for the incident energy of 150eV.     

由光子理论推导光波多普勒效应公式

从光子理论和相对论出发，导出了光波多普勒效应公式．     

康普顿效应散射装置简介

本文从X射线研究的发展史出发,简述了康普顿效应原理．分别以分光技术和多道能谱技术,分析了X射线、γ射线散射装置的结构及实现原理．文章最后总结了康普顿效应的物理意义,同时指出了反康普顿效应在能谱仪研制中的重要性．     

利用FEL康普顿背散射实现对NSRL辐射波段的扩展

 针对NSRL同步辐射光源不能开展硬X射线领域实验研究的缺点,提出了利用FEL康普顿背散射产生高亮度极化的硬X射线,并利用FEL波长可调的特点来连续调节硬X射线的波长。同时还针对NSRL光源的参数,提出了一个初步可行的远红外FEL参数和背散射工作方式,并给出了理论结果。     

辐射热力学中光量子的熵和光子气的熵

本文根据已证明了的光谱等效温度Tλ方程和光量子能量,首次导出了光量子熵常数sλ为3.72680×10-23 J.K-1,并证明通过sλ算出的黑体等效温度等于黑体辐射温度,验证了光量子熵常数结论的正确性;此外,给出了闭口系平衡态空腔辐射场光子气的熵和熵变方程,首次提出开口系辐射流的熵,接收器的净辐射熵差的计算式.本文的结果,为非平衡态辐射热力学体系提供了新的理论基础,对研究辐射能与其它能量转化中不可逆损失将提供有益帮助.     

钠原子分子中的共振多光子电离谱的研究

在钠蒸气中，分别通过原子和分子的双光子共振三光子电离和双光子混合共振三光子电离两种激发机制，测得了不同温度下的电离信号激发谱，对结果作了较为详细的分析。     

Kerr效应和虚光场效应对三能级原子-场系统原子占居态几率的影响

研究类克尔介质中非旋波近似下三能级原子与场相互作用系统的原子占居态几率的时间演化;讨论了光场频率ω及类克尔介质常量x对原子占居态几率的影响。结果表明:虚光场的作用使原子占居态几率的时间演化曲线中出现量子噪音,而Kerr介质效应会抑制量子噪音的产生;原子吸收率随x的增大而降低;系统的粒子数反转随x的增大明显减弱,但随ω的增大有所增强。     

双原子Jaynes-Cummings模型中光子的量子统计特征

运用全量子理论研究两个二能级原子（双原子）与一个单模辐射场相互作用的耦合系统,给出了双原子JC模型时间演化算符的矩阵形式精确解以及该系统基本动力学公式,研究了双原子Jaynes-Cummings模型中光子的量子统计特征,发现了一些新颖现象。     

Kerr效应和虚光场对三能级原子-场系统光子反聚束效应的影响

研究Kerr介质中,非旋波近似下,一个级联型三能级原子与光场相互作用的二阶相干度的时间演化,讨论了Kerr效应和虚光场效应对场的光子反聚束效应的影响.结果表明,虚光场的影响使系统出现量子噪声;而Kerr介质常量x、共振频率ω的增大及原子-场耦合系数g的减小都将降低原子对激发场的吸收效率,削弱受激辐射场的光子反聚束效应,其中以g的变化对系统的影响最为明显. 关键词： 非旋波近似 Kerr效应 反聚束     

康普顿效应反冲电子密度分布测量

教学实验中用ＮａＩ（Ｔｌ）单晶能谱仪测量γ射线强度与能量的关系，即γ能谱图，但不能测到康普顿效应中反冲电子的密度分布，本介绍利用该仪器测定反冲电子密度分布，并与光子－电子的刚性小球作用模型所得结果进行比较，实验结果显示反冲电子密度随电子冲角呈单调上升趋势，与理论结果符合较好。