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康普顿效应发现之后的新进展
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发布日期: 2008-05-19 05:24:37 资料下载: 点击下载
内容摘要:
康普顿效应发现之后的新进展
在康普顿科学论文集的序中,香克兰(R.S.Shankland)介绍了康普顿效应发现之后的新进展,他写道:“1923年,在康普顿效应发现之后不久,康普顿教授转到了芝加哥大学,接替密立根任教授职务。他在芝加哥的最初五年,跟一些研究生一起,继续对康普顿效应进行实验,其中包括对X射线经许多元素散射的详细研究,既涉及康普顿变线,这主要是由自由电子的散射引起的,也涉及不变的汤姆孙散射,这依赖于原子中所有电子的分布。吴(有训)从一系列散射体对变线和不变线的相对强度作了详细研究,全都证实了康普顿理论的预言。由于玻尔-克拉默斯-斯莱特理论引起了是否需要用严格的光子相互作用遵守能量和动量守恒定律才能说明康普顿的波长位移这一问题,又开展一些实验以检验这一点。在康普顿的实验室里,本内特(R.D.Bennett)用盖革点计数器观测到被散射光子和反冲康普顿电子的同时性。不过,解决这个问题最有决定意义的实验是由波特(Bothe)和盖革在柏林做的。这个实验直接揭示了反冲电子与被散射光子对在同时出现,确实是按照守恒定律要求的那样,纪录了66次在0.001秒内的重合。同时康普顿与希蒙(A.W.Simon)用威尔逊云室实验找到了被散射光子和反冲电子之间理论预计的角度关系有18例在理论角度的20°内。几年之后,1934年我(按:即香克兰)当时是康普顿教授的研究生之一。他建议我用盖革-米勒计数器同时证明被散射光子与反冲电子时间的重合性和角度关系是否如理论所预计。这一实验早期的一些结果似乎支持玻尔-克拉默斯-斯莱特假说,但是在改进了技术之后,证明被散射光子和反冲电子的时间重合性是在10-4s,与此同时,康普顿理论预期的角度证明是在±10°。玻尔-克拉默斯-斯莱特则试图从另一渠道解释康普顿的实验结果。他们认为没有必要把X射线光子看成是粒子。为此,他们建议在个别事件中动量和能量不一定严格守恒,而仅是在统计平均上服从这些定律。他们在辐射场中引入了虚振子的概念,尽管后来的实验否定了他们的理论,虚振子概念对量子力学的发展起了很大作用,甚至于量子电动力学中还在运用。1927年薛定谔证明波动力学也能解释康普顿的结果,只要把散射X射线看成是德布罗意波,就可计算出波长的改变。然而在薛定谔的论文出现之前康普顿早期的粒子理论对量子力学的发展已经起了决定性的影响。”

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