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作者mantour.bbs@ptt.cc (朱子) 看板: physics
標題Re: [題目] 康普吞效應中電子的動量動能
時間批踢踢實業 (2008/06/11 Wed 13:10:37)
※ 引述《lefan (以一個好男人為目標)》之銘言:
: [領域] 大學物理                    (題目相關領域)
: [來源] 研究所考題                  (課本習題、考古題、參考書...)
: [題目]
:   康普吞效應中,入射光子波長為h/mc,反射光子角度為90度,問電子的動量和動能
: [瓶頸]
:   我的計算是
:   令λ=h/mc=0.0243埃
:   反射光子波長 = λ + λ(1-cos90) = 2λ
:   光子的動量變化為 Δp = [ (h/λ)^2 + (h/2λ)^2 ] ^0.5
:                        = (1.25)^0.5 x (h/λ)
:                        = (1.25)^0.5 x mc
:   故電子動量亦為   Δp = (1.25)^0.5 x mc
:   而入射光子動能 E1=hc/λ = mc^2
:     反射光子動能 E2=hc/2λ = 0.5mc^2
:   電子動能為 ΔE= E1-E2 = hc/2λ= 0.5mc^2
:   問題點在於
:   電子為粒子
:   p=mv E=mv^2/2=p^2/2m
:   為何電子動能不能用 E = p^2/2m = 0.625mc^2
:   與之前用能量守恆算出的0.5mc^2答案不同?
:   why? 康普吞效應中撞擊的電子不是靜止電子嗎?

用相對論的動能

Ek = √(p^2c^2+m^2c^4) - mc^2

就會對了

( p/mc << 1 時 ,

√(p^2c^2+m^2c^4) - mc^2

= mc^2 √( 1 + p^2/m^2c^2) - mc^2

≒ mc^2( 1 + p^2/2m^2c^2) - mc^2

= p^2/2m

)

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