2016屆高三物理量子論初步
三..康普頓效應
光子在介質中和物質微粒相互作用，可能使得光的傳播方向轉向任何方向（不是反射），這種現象叫做光的散射。
在研究電子對x射線的散射時發現：有些散射波的波長比入射波的波長略大。康普頓認為這是因為光子不僅有能量，也具有動量。實驗結果證明這個設想是正確的。因此康普頓效應也證明了光具有粒子性。
四、光的波粒二象性
1、 干涉、衍射和偏振表明光是一種波；光電效應和康普頓效應表明光是一種粒子；因此現代物理學認為：光具有波粒二象性。
2、 大量光子的傳播規律體現為波動性；頻率低、波長長的光，其波動性越顯著.
3、個別光子的行為體現為粒子性；頻率越高、波長越短的光，其粒子性越顯著.
4.光在傳播過程中往往表現出波動性；在與物質發生作用時往往表現為粒子性；光既具有波動性，又具有粒子性，為說明光的一切行為，只能說光具有波粒二象性.
說明：光的波粒二象性可作如下解釋：
（1）既不可把光當成宏觀觀念中的波，也不可把光當成微觀觀念中的粒子.
（2）大量光子產生的效果往往顯示出波動性，個別光子產生的效果往往顯示出粒子性；頻率超低的光波動性越明顯，頻率越高的光粒子性越明顯.
（3）光在傳播過程中往往顯示波動性，在與物質作用時往往顯示粒子性.
（4）由e=hγ，p =h/λ看出，光的波動性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的粒子能量和動量的計算式中都含有表示波的特征的物理量——頻率γ和波長λ。
（5）由以上兩式和波速公式c=λγ還可以得出：e = p c
（6）對干涉現象理解：
①對亮條紋的解釋：波動說：同頻率的兩列波到達亮紋處振動情況相同；粒子說：光子到達的幾率大的地方。
②對暗條紋的解釋：波動說：同頻率的兩列波到達暗紋振動情況相反；粒子說：光子到達的幾率小的地方。
五、物質波（德布羅意波）
物質分為兩大類：實物和場。既然作為場的光有粒子性，那么作為粒子的電子、質子等實物是否也具有波動性？德布羅意由光的波粒二象性的思想推廣到微觀粒子和任何運動著的物體上去，得出物質波的概念：任何一個運動著的物體都有一種波與它對應，該波的波長λ=h/p。
人們又把這種波叫做德布羅意波。物質波也是概率波。
【例4】試估算一個中學生在跑百米時的德布羅意波的波長。
解：估計一個中學生的質量m≈50kg ，百米跑時速度v≈7m/s ，則 m
由計算結果看出，宏觀物體的物質波波長非常小，所以很難表現出其波動性。
【例5】 為了觀察到納米級的微小結構，需要用到分辨率比光學顯微鏡更高的電子顯微鏡。下列說法中正確的是
a.電子顯微鏡所利用電子物質波的波長可以比可見光短，因此不容易發生明顯衍射
b.電子顯微鏡所利用電子物質波的波長可以比可見光長，因此不容易發生明顯衍射
c.電子顯微鏡所利用電子物質波的波長可以比可見光短，因此更容易發生明顯衍射
d.電子顯微鏡所利用電子物質波的波長可以比可見光長，因此更容易發生明顯衍射
解：為了觀察納米級的微小結構，用光學顯微鏡是不可能的。因為可見光的波長數量級是10-7m，遠大于納米，會發生明顯的衍射現象，因此不能精確聚焦。如果用很高的電壓使電子加速，使它具有很大的動量，其物質波的波長就會很短，衍射的影響就小多了。因此本題應選a。