作者oskens (摸魚)
看板Physics
標題[問題] 康普頓散射與光電效應之關係
時間Thu Feb 16 18:10:55 2017
這是我剛剛做光電效應的題目突然想到的問題
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1.康普頓散射實驗告訴我的事情:
因為運動狀態下的光子具有質量 當光碰到電子 光子不可能消失
會變成波長比較大的光子射向其他地方
「利用光散射的角度可知其波長改變，計算電子動量」
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2.光電效應告訴我的事情:
光子撞到材料表面的外殼電子 電子因受原子核束縛
所以光子能量不可能全部變成電子動能
欲計算電子動能 要考慮到材料的功函數
「利用功函數與入射光波長，計算電子動量」
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痾 我比較想問的是 原先康普頓考慮到的那些
光子不消失 光子有動量 動量守恆
一樣都是拿光子撞擊電子
怎麼跑到光電效應實驗上好像這些因素都消失了?
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 140.122.57.101
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※ 編輯: oskens (140.122.57.101), 02/16/2017 18:11:51
1F：→ Vulpix: 康普頓散射的光子能量大且當成彈性碰撞，光電效應的光子 02/16 18:26
2F：推 j0958322080: 光電效應假設光子的能量會全部轉給電子吧？ 02/16 18:27
3F：推 fnbest: 對解釋量子效應最難的地方就是又古典力學的方式來講 02/16 18:27
4F：→ Vulpix: 能量小且當成完全非彈性碰撞，動量守恆還是有的。 02/16 18:28
古典物理算的完全非彈性碰撞損失的能量是跑到熱去
這種尺度下完全非彈性碰撞那損失的能量會跑到哪去呢?
5F：→ fnbest: 這種古典說法通常都是比手畫腳 隨便講講 並不精確 02/16 18:28
6F：→ yobdc3692581: 光源一個是UV 一個是X-ray 再來自己想 02/16 18:29
你的意思是因為uv能量已經比X-ray小很多了，
所以UV做光電效應他的散射光能量也同理太小我們可以忽略
反之如果用X-ray做光電效應，欲計算電子能量勢必要再多考慮散射的雷射光
是這個意思嗎?
7F：→ j0958322080: 喔我沒看清楚別理我 02/16 18:31
8F：推 fnbest: 這類的電磁場跟原子交互作用的行為都牽扯到吸收與輻射光子 02/16 18:35
9F：→ fnbest: 而輻射的行為與電磁場和介質能階的頻率有關 02/16 18:38
※ 編輯: oskens (101.15.176.126), 02/16/2017 19:45:05
10F：推 SLN91412: 不是跟有沒有束縛有關嗎。 02/16 23:25
11F：→ SLN91412: 我記得一個是在外圍可以看成 02/16 23:25
12F：→ SLN91412: 自由電子。一個在核附近。 02/16 23:25
13F：→ SLN91412: 是嗎?有人知道嗎? 02/16 23:25
14F：推 yichenglee: 你自己都說了啊 光電效應是束縛的電子 不覺得有個誰沒 02/17 04:05
15F：→ yichenglee: 有被提到嗎？ 02/17 04:05
16F：推 SLN91412: 就原子核阿。要考慮整體。 02/17 04:51
17F：→ SLN91412: 應該是這樣吧。 02/17 04:51
18F：→ SLN91412: 這就是光電跟康的差別。 02/17 04:51
所以光子遇到光電效應後光子會消失嗎?
如果是 那多出來的能量損耗會跑到哪去?
19F：→ yichenglee: 我其實是在問原PO QQ 02/17 05:17
20F：→ BrowningZen: 那借問一下 光子是不是無法加速無束縛電子? 02/17 11:32
※ 編輯: oskens (120.125.112.138), 02/17/2017 13:54:36
21F：→ sam122094: 原子核對電子有外力所以動量不守？能量轉換成功函數跟 02/17 15:21
22F：→ sam122094: 電子動能？有這可能嗎 02/17 15:21
23F：→ wohtp: 為什麼不可能？ 02/17 20:34
24F：→ wohtp: 我們知道光子的動量和能量被吃掉，然後很明顯電子和原子核 02/17 20:36
25F：→ wohtp: 是題目中唯二被光子打到的東西，那能量和動量也沒有其他地 02/17 20:37
26F：→ wohtp: 方可以去 02/17 20:37
27F：→ fnbest: 受真空場擾動後 光的能量會透過自發輻射散射到環境中 02/17 20:51
28F：→ fnbest: 使用古典力學的術語 稱這種為非彈性碰撞(散射) 02/17 20:52
29F：推 sputtering: f大正解 02/18 06:41
30F：推 kennings: 兩個都是在證明電磁波具有的粒子性質, 只是反應條件不同 02/18 20:15
31F：→ kennings: 光電效應是光子射向被原子束縛的電子, 康普敦效應是光子 02/18 20:18
32F：→ kennings: 射向自由電子, 所以材料上前者使用可測量功函數的(鹼)金 02/18 20:20
33F：→ kennings: 屬, 後者應該是使用石墨吧(具有自由電子) 02/18 20:21
34F：→ kennings: 康的計算會比較"困難", 因為需要同時滿足動量守恆及動能 02/18 20:24
35F：→ kennings: 守恆, 光電的話只要算能量守恆即可 02/18 20:25
36F：推 kennings: 光電中的整體動量當然仍然守恆, 不必計算, 因為原子核提 02/18 20:37
37F：→ kennings: 供的束縛力對電子和可見光而言視為極大(何況原子核還形 02/18 20:39
38F：→ kennings: 成晶格很難動彈), 就像地球上小物體怎樣撞地球都是整體 02/18 20:41
39F：→ kennings: 動量守恆 02/18 20:42
40F：推 kennings: 動能超過功函數的光子撞擊金屬後光子當然消失, 動能超出 02/18 20:49
41F：→ kennings: 的部分由金屬整體(包括被撞電子)吸收, 所以就是轉變成熱 02/18 20:51
42F：→ kennings: 就算是認為超出的部分全部轉為電子動能, 電子再去撞晶格 02/18 20:54
43F：→ kennings: 一樣也是把此部分動能轉成熱能 02/18 20:55
了解了 謝謝^^
※ 編輯: oskens (120.125.112.78), 02/22/2017 12:23:11
44F：推 brianyjtai: K大正解 補充一點 02/28 23:28
45F：→ brianyjtai: 同樣是撞擊束縛電子 重靶輕靶下都會出現對生煙滅現象 02/28 23:29
46F：→ brianyjtai: 康普頓、光電、對生、煙滅 都可以用理論力學裡 02/28 23:29
47F：→ brianyjtai: 相對論的四動量守恆推出來 自己算過應該就通了 02/28 23:30