依原 po 所提到的，是高中物理所講的 原子內的電子能階只能吸收或放出特定頻率的光子 而康普頓效應中電子可與任意頻率光子發生碰撞 如果只是高中生的話，就不要想太多，這兩個現像背下來就對了 因為要知其所以然，已經遠遠超出高中生的程度 比如要清楚理解 "什麼是光子"，那得要把場論搬出來才行 再不濟者，最少也要處理到電磁場的二次量子化 (已經是物理研究所的程度) ---------- 在大學的量子力學中，比較普通的方式處理這個問題 就是利用微擾法 (外加電磁場微擾項)，計算它對電子能階的影響 可求得只有在頻率 ΔE = hν 附近的電磁場 才對 bounded electron (如氫原子中的電子) 有交互作用 至於 free electron 可對任何頻率的電磁場產生交互作用 (康普頓效應) 從這件事來觀察，就會發現前者固定頻率電磁場與 bounded electron 的交互作用 其中隱含著 "光子" 的觀念 算得更仔細一點，電子的能階也不是可以隨便亂跳的 比如電子能階 A 吸收電磁波後可以跳到 B，B 吸收電磁波後可以跳到 C 但不代表 A 可以直接吸收電磁波跳到 C 哪些能階之間可以互跳哪些不能互跳，這就是 selection rule 也可以藉由微擾法計算而得 至於完整吸收或放出一整顆 "光子" 的圖像 在半古典的量子力學下，是看不清楚的 整件事，要對電磁場進行二次量子化之後 (出現光子的 creation/annihilation operator)，圖像才看得清楚 要算清楚裡頭的東西，那得要把場論的那一套搬出來 光子與電子間的交互作用，就是計算它們的 cross section (前文推文中有提到計算電磁場的高階微擾項，但計算高階微擾項的物理意涵 遠不如搬場論的那一套來得直接，多顆光子間的交互作用也要在場論下才能算得精準) ------------ 比如，像康普頓效應，就可使用以下的費曼圖表示： ＼ * ＼ * ＼ * ( ── 為電子 ) ｜ ｜ ( * * * 為光子 ) ／ * ／ * ／ * --

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