探讨光电效应中的光子吸收问题

在“光电效应”一节的教学中，学生对“光电效应中电子如何吸收光子的问题”讨论得很热烈．有学生说：“一个光子的能量可以被金属中的某个电子全部吸收，但一个电子最多只能吸收一个光子的能量，不可能同时吸收两个光子的能量，因此照射光存在一个极限频率．”但有人提出反对意见：“为什么电子就不可能同时吸收两个光子的能量？”还有人提出：“有没有这种可能，就是电子先吸收一个光子，然后再吸收下一个光子，直到有足够的能量而发生光电效应？”     

光电效应中电子吸收多个光子的可能性探讨

在光电效应中，对极限频率是这样解释的：当一个光子的能量小于金属的逸出功时，电子就不能逸出．于是人们就很自然地会想到，为什么电子不能吸收一个光子的能量，积累起来，然后再吸收一个或多个光子直至达到金属的逸出功而发生光电效应呢?     

诺贝尔物理学奖中粒子物理学成就回眸

19世纪末以前，人们认为物质的基本单元是原子．放射性和电子的发现使人类对物质组成的认识前进了一大步．1932年中子的发现，使人们认识到各种原子都是由电子、质子和中子组成的．当时把这三种粒子和光子称为基本粒子．此后，研究它们的性质和运动规律逐渐发展成为物理学中一门独立的学科——粒子物理学。     

关于康普顿散射性质的讨论

康普顿效应是X射线通过物质时发生散射,除波长不变部分外,还有波长变长的部分出现.康普顿把这种现象解释为X射线的光子与电子碰撞的结果.通过对康普顿散射的仔细分析,可推出康普顿散射是弹性散射,光子也不可以任意分割.     

氢原子吸收实物粒子的全部能量吗?

处于基态的氢原子吸收一定的能量后会发生跃迁或电离． 由于氢原子只能处于一系列不连续的定态中，对于光子提供的能量，氢原子只能吸收那些能量恰好等于氢原子某两个定态的能量差的光子．如果某个光子的能量不能使电子恰好跃迁到某个离核较远的轨道上，则氢原子将不吸收这个光子．但当光子的能量大于或等于13．6eV时，也可以被氢原子吸收，使氢原子电离．若氢原子吸收的能量大于13．6eV时，氢原子电离后，电子还具有一定的初动能．     

γ射线与物质相互作用的讨论

γ射线通过物质时,会在一次碰撞中整个地丢失能量．这与带电粒子通过逐次碰撞丢失能量的方式是不同的．在物质中它主要发生3种效应：（1）光电效应．光子把它的全部能量交给孩外束缚电子,使之脱离原子而成为光电子．它主要发生在γ射线能量低、吸收物质原子序数Z高的情况下．（2）康普顿效应．光子被原子中的束缚电子或自由电子所散射,其飞行方向发生偏转,同时电子受到反冲．这是一种非相干散射,主要发生在中能γ射线能量（几个MeV）的范围．（3）电子偶效应．能量大于2mec2的光子在原子核或电子的库仑场中会产生电子一正电子对γ→e…     

电子体系量子跃迁的规律

原子物理学中定性的叙述①：孤立的光子不能转变为一对电子，因为动量和能量守恒定律不能同时得到满足。因而产生电子偶必须在另一个粒子附近，那么入射光子照射真空中的自由电子能否吸收光子而产生跃迁呢？本文首先依据量子力学的微扰跃迁理论导出电子体系量子跃迁的规律，然后回答上述问题。１．电子体系量子跃迁的规律处在辐射场中的一个电子体系，在非相对论量子力学中哈密顿量具有如下形式：式中ｐ为电子的正则动量，Ｕ为电子所处的势场，对于真空中的自由电子Ｕ＝０，Ａ和Φ分别是辐射场的矢势和标势，对于纯辐射场，可选取适当的规范…     

试解“能量为什么不守恒？”

贵刊在2004年第7期中发表了张成宝同志的关于“能量为什么不守恒?”一文，该文中给出的条件是：“可以认为每个光子与太阳帆的碰撞是弹性碰撞，且特殊材料制成的太阳帆对光的反射率为100％”，所以，作者在解答过程中对光子与太阳帆碰撞所产生的推力F应用了动量定理，即。     

光电效应中的光子吸收问题

在讲述光电效应时,常常听到学生对光子吸收问题议论纷纷,集中到一点就是：电子能否吸收一个光子后待一段时间再吸收一个光子,或者一次吸收两个光子或者两个以上的光子．这个问题提得很好,如果能实现的话,那么从光子理论看就不存在极限频率问题．对此我们不能简单地作一肯定或否定的回答,因为它与入射光强有关．对于普通光源,从发光机制来看自发辐射占主导地位,光强较弱,光波中电场强度Ｅ的数值小于３×１０５Ｖ／ｍ．电子在吸收光子时不是一对一的,就是说,不是每入射一个光子立即被一个电子吸收．实验发现,用普通光源照射纯净的…     

α、β、γ射线的电离与贯穿作用

中学物理课本中，介绍了放射性元素放出的α、β、γ三种射线，对这三种射线，我们知道：α射线是由氦原子核组成的粒子流，射出速度约为光速的１／１０，在空气中只能飞行几厘米，一张薄纸即可挡柱，但它有很强的电离作用；β射线是电子流，速度接近光速，贯穿物质本领比较大，可穿透几毫米的铝板，但它的电离作用较弱；γ射线是光子流，即一种波长极短、能量较高的电磁波，γ射线的贯穿本领很高，可以穿透几厘米的铅板，但其电离作用很小。对此学生提出下列问题：对这三种射线，电离和贯穿作用为什么会有如此明显区别？电离作用与贯穿作用…     

能用原子的质量代替原子核的质量吗

人教版高中《物理》第三册(必修加选修)第72面中关于“质量亏损”的概念是这样定义的：组成原子核的质子与中子的质量之和与原子核质量的差叫做质量亏损．即质量亏损是指原子核的质量亏损而不是原子的质量亏损．而在课后第73面的习题(2)、(3)以及第78面的习题(3)中都是用原子的质量代替原子核的质量来计算质量亏损的，只是在第73面习题(3)中提到计算中可以用原子的质量代替原子核的质量，因为电子的质量可以在相减的过程中消去．而这三个题目中电子的质量都可以在相减中消去，在其他资料中许多题目也是这样处理的．     

两种效应的区别

两种效应的区别山东省聊城教育学院刘云松光电效应和康普顿效应都是光子与物质中的电子的相互作用．为什么表现出不同的现象？这主要在于三方面的区别．一、两种效应产生的机制不同光电效应──光子与束缚电子的相互作用．当光照射在金属表面时，能量为ｈｖ的光子被金属中...     

康普顿效应与光子任意分割

康普顿效应是X射线通过物质时发生散射后,除波长不变部分外,还有波长变长的部分出现,康普顿把这种现象解释为X射线的光子与电子碰撞的结果,通过对康普效应的仔细分析,可推论出光子可任意分割的新概念。     

康普顿散射波长与电子运动速度的关系

<正>康普顿(A·H Compton,1892～1962,美国),在1922～1923年间研究了X射线经过石墨、金属等材料散射后的谱线成份,发现被散射的X射线中,有与入射波长相同的部分,也有大于入射波波长的部分,这种现象后来被称为康普顿效应.经典的波动理论不能解释这种效应,而康普顿应用爱因斯坦的光量子理论对此进行了成功的说明:一个光子与散射物中的一个自由电子(或束缚较松的电子)发生作用后,光子将沿某一方向散射而同时将一部分能量转交给电子,使电子反冲出去,因此散射光子的能量小于入射光子的能量,散射光子的波长λ’大于入射光子的波长λ,即     

二维正方晶格光子晶体的光子带隙分析

运用平面波法研究了光波由面内入射到二维正方晶格光子晶体时的光子带隙,详细讨论了原子半径、原子介电常数及引入不同结构缺陷对光子晶体光子带隙的影响.结果表明:设置不同的原子半径和介电常数,可以得到不同波长范围的光子带隙;引入不同的缺陷结构,可以在禁带中形成不同频率的通带.因此,为了使不同波长的光波通过,可以在光子晶体中引入不同类型的缺陷.     

光电效应中的概念辨析

1．“光子”与“光电子”光子是指光在空间传播时的每一份能量（即能量是不连续的）,光子不带电,是微观领域中一种只含有能量的粒子;而光电子是金属表面受到光照时发射出来的电子,其本质就是电子．     

光电效应和康普顿效应的模型问题

有这样一道习题：1924年法国物理学家德布罗意提出物质波的概念，任何一个运动着的物体，小到电子，大到行星、恒星都有一种波与之对应，波长为A=h／p，p为物体运动的动量，h为普朗克常数，同样，光也具有粒子性，光子的动量为：     

光电效应中电子吸收两个以上光子的不可能性分析

本文对光电效应现象中电子吸收多个光子的不可能性进行了分析论证，同时指出，强光(激光）与物质相互作用时，物质中的电子可以吸收多个光子，并相应地对非线性光学作了介绍。     

光电效应中电子能否吸收多个光子而逸出

在光电效应现象中,当入射光的频率低于该金属的极限频率时,无论光有多强,照射时间多长,都不能产生光电子,光子理论很容易解释这一特性。可是,如果电子能够将若干光子陆续吸收和积累起来,或者一个电子能同时吸收两个甚至更多个光子,那么即使入射光的频率很低不也可以产生光电子吗?怎么会有极限频率出现呢? 首先分析能量“积累”问题。一个电子,在吸收一个光子以后,能否将这个能量保存下来,直到再吸收一个光子呢?回答是:不可能。先从经典模型来看,把一个电子看作能量可连续改变的粒子。当一个电子吸收一个光子以后,这个电子的能量就显著地高于邻近的电子和原子核,这就是一种非热平衡的状态。按照热力学原理,不平衡的     

原子能级跃迁问题的探讨

１９９９年北京市某区高考物理模拟测试卷中有这样一道选择型试题．解答并非需要论述．但试题蕴藏着丰富的物理知识，解后耐人寻味，发人深省． ［原题］氢原子能级如图１所示，则下列论述中正确的是： Ａ．用动能为１２ ｅＶ的电子撞击基态氢原子．电子损失的动能大部分变为氢原子的动能． Ｂ．用动能为 １０ ｅＶ的电子撞击基态氢原于，撞击后电子的动能几乎不变． Ｃ．用动能为 １１ ｅＶ的电子撞击基态氢原子，氢原 子不会跃迁到激发态． Ｄ．用能量为 １４ ｅＶ的光子撞击基态氢原子，氢原子中的电子能脱离氢原子． 本题选项内容涉及到…