康普顿效应中散射电子的德布罗意波长与频率
综合物理
2013-06-04 v4
摘要
现代物理学的本科课程通常考虑康普顿效应的粒子解释。受一名学生在现代物理学本科考试中解答的启发，本文考虑了康普顿效应中反冲电子的波动特性。利用康普顿效应的熟悉粒子解释（其中电子初始静止且忽略其自旋），将散射电子的德布罗意波长、波频率和时钟频率分别表示为入射光子和散射光子波长与频率的函数。同时考虑了非相对论和相对论情形。针对康普顿原始实验中使用的入射光子能量，作为反冲电子散射角的函数，计算了散射电子的德布罗意波长、波频率和时钟频率的数值。考虑到相对论效应（尽管在此条件下对反冲电子的德布罗意波长影响微不足道），所得最小值处于 X 射线范围。通过忽略电子静止质量获得的非相对论德布罗意波频率导致其值被低估。简要讨论了德布罗意波长和时钟频率对康普顿散射实验的意义，并指出了所获数学公式的可能扩展。这些结果有助于在康普顿效应背景下理解反冲电子的波粒二象性。
引用
@article{arxiv.1202.4572,
title = {de Broglie Wavelength and Frequency of the Scattered Electrons in Compton Effect},
author = {Vinay Venugopal and Piyush S Bhagdikar},
journal= {arXiv preprint arXiv:1202.4572},
year = {2013}
}
备注
8 pages, 2 figures, 1 table, Published in Physics Education(www.physedu.in)