康普顿效应

用 X 光打击石墨，从石墨中射出的 X 光向各个方向传播，这种现象称为散射

实验规律：

1. 散射光中有原来入射光的波长成分（瑞利散射），也有波长更长的成分（康普顿散射）
2. 波长的改变量和散射物质无关，只和散射方向有关
3. 原子量越小的物质，康普顿效应越显著（波长改变占比越多）

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理论解释

分两种情况：

1. 光子和内层电子碰撞（束缚强），可以看作光子和整个原子碰撞。这时光子能量不变，得到的是瑞利散射
2. 光子和外层电子碰撞（束缚弱），可以看成光子和自由电子碰撞，光子能量减少，频率减小，波长变大。原子量小的物质，电子受到原子束缚越小，康普顿效应越显著

光子能量远大于自由电子热运动能量，所以碰撞前可以看作静止的

能量动量守恒：

$$\Delta \lambda =\frac{2h}{m_{0}c}{\sin }^2\frac{\phi }{2}=2{\lambda }_c{\sin }^2\frac{\phi }{2}$$ $${\lambda }_c=0.024\stackrel{\circ }{A}$$

m 是电子质量，$\phi$ 是光子速度改变角度

当反射角度为 180 的时候，波长变化最大，达到 ${\lambda }_0+2{\lambda }_c$

从公式可以看出康普顿效应波长的改变值和电子本身的属性、散射角大小有关