判断题
光电效应中光子被完全吸收,而康普顿效应中光子未被完全吸收。
A
正确
B
错误
答案解析
正确答案:A
解析:
这道题考察的是量子力学中光子与物质相互作用的两种主要机制:**光电效应**和**康普顿效应**的本质区别。以下是详细解析:
### 1. 光电效应 (Photoelectric Effect)
* **过程描述**:当光子照射到金属表面时,光子将其**全部能量**传递给束缚在原子中的电子(通常是内层电子)。
* **结果**:
* 光子本身**消失**(被完全吸收)。
* 电子获得能量后克服逸出功从金属表面逸出,成为光电子。
* 能量守恒关系为:$h\nu = W_0 + E_k$ (其中 $h\nu$ 是光子能量,$W_0$ 是逸出功,$E_k$ 是光电子的最大初动能)。
* **关键点**:这是一个“全有或全无”的过程,光子不复存在。
### 2. 康普顿效应 (Compton Effect)
* **过程描述**:高能光子(如X射线或$\gamma$射线)与物质中的**自由电子**或弱束缚电子发生弹性碰撞。
* **结果**:
* 光子将**部分能量**传递给电子。
* 电子获得动能并反冲(称为反冲电子)。
* 光子**未被吸收**,而是改变了运动方向(散射),并且由于损失了部分能量,其频率降低、波长变长(称为散射光子)。
* 波长变化公式为:$\Delta \lambda = \lambda' - \lambda = \frac{h}{m_e c}(1 - \cos \theta)$。
* **关键点**:光子依然存在,只是能量减小、方向改变。
### 总结对比
| 特征 | 光电效应 | 康普顿效应 |
| :--- | :--- | :--- |
| **光子命运** | **被完全吸收**,光子消失 | **未被完全吸收**,光子散射后仍存在 |
| **作用对象** | 主要是束缚电子(内层电子) | 主要是自由电子或外层弱束缚电子 |
| **能量转移** | 全部能量转移给电子 | 部分能量转移给电子 |
| **典型光子能量** | 可见光、紫外光等较低能量 | X射线、$\gamma$射线等较高能量 |
### 结论
题干陈述“光电效应中光子被完全吸收,而康普顿效应中光子未被完全吸收”准确描述了这两种物理现象的核心区别。
因此,答案是:**正确**。
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