科学光的明暗相间条纹是引力作用产生的( 三 )
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电子衍射现象中到达不同条纹处的电子质量是不同的 。 我们认为电子的"衍射条纹"恰恰是电子具有特定内部结构粒子的直接实验证据 。 弗兰克赫兹实验表明 , 自由电子与原子碰撞时会损失特定的能量(实验证实电子至少会损失4.9电子伏的能量或者21电子伏的能量) 。 假设当电子束通过金属箔时损失了4.9电子伏的能量(实质是在原子核束缚下处于饥饿状态的电子从自由电子处"掠夺"了一部分质量) , 电子损失质量的同时其运动状态一定会发生改变而不会继续沿着原来的轨迹以直线打在屏幕上 。 在金属箔与屏幕距离一定的情况下 , 如果一个电子与原子碰撞后损失4.9电子伏能量并以θ度偏转角打在屏幕上距离圆心2厘米处 , 许多个损失了4.9电子伏能量的电子打在屏幕上最终将会形成半径为2厘米的圆环 。 同样的道理 , 如果电子损失的能量为21电子伏 , 则这样的电子与原子碰撞后偏转角度会大于θ , 所以可能在屏幕上形成半径为6厘米的圆环;同样的道理电子还可能在屏幕上形成半径为9厘米的圆环…… , 这样 , 电子损失n个特定能量必将在屏幕上打出n个圆环 。 由此可见 , 电子束通过金属箔后由于损失特定能量偏转特定的角度所以其在屏幕上的落点表现为不连续性 , 电子束损失不同的能量就会在屏幕上形成特定的同心亮环 。 电子通过金属箔后损失相同的能量必然到达相同的圆环位置 , 电子损失能量越大则偏离圆心就越远 , 这一点和电子的波动性完全不沾边 , 只能说明电子和金属箔中原子的能量交换是不连续的 。 如果自由电子损失的能量是连续变化的 , 比如从0.01电子伏到100电子伏连续变化 , 则电子在屏幕上的落点也是连续变化的 , 最终屏幕上出现一片明亮区域 。 电子在与原子作用时其能量损失显示出不连续变化的特征 , 实际上这是电子内部能极量子化(电子有特定内部结构并且存在"质量幻数")的外在表现而不是电子波动性的外在体现 。 与光的双缝干涉现象类似 , 电子通过双缝后会形成不同的明条纹 , 实验已经表明到达不同明条纹处的电子能量(质量)是不同的 , 说明电子通过金属箔到达屏幕位置并不是由几率决定的 , 而是由电子损失的能量多少决定的 。 由此推测 , 光子通过窄缝后到达屏幕位置也不是由几率决定的 , 而是由光子受到的引力决定的 。
(三)X射线衍射现象 。
康普顿效应 。 1923年康普顿在研究X射线被较轻物质(石墨、石蜡等)散射时发现 , 散射谱线中除了有波长与原波长相同的成分外 , 还有波长较长的成分 , 其波长的改变量与散射角有关 , 而与入射光波长和散射物质都无关 , 这种散射现象称为康普顿散射或康普顿效应 。 康普顿发现:散射光中除了和原波长相同的谱线外还有波长大于原波长的谱线;波长的改变量随散射角的增大而增加;对于不同元素的散射物质 , 在同一散射角下 , 波长的改变量相同 , 散射光强度随散射物原子序数的增加而减小 。 康普顿散射只有在入射光的波长与电子的康普顿波长相近时散射才显著 , 这就是选用X射线观察康普顿效应的原因 , 而当入射光是可见光或紫外光康普顿效应并不明显 。
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康普顿认为散射光波长改变是光子和电子作弹性碰撞的结果 , 碰撞过程同时满足动量守恒和能量守恒;若光子和外层电子相碰撞 , 光子有一部分能量传给电子 , 散射光子的能量减少 , 于是散射光的波长大于入射光的波长;若光子和束缚很紧的内层电子碰撞 , 光子将与整个原子交换能量 , 由于光子质量远小于原子质量 , 根据碰撞理论 , 碰撞前后光子能量几乎不变 , 波长不变;因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关 , 所以波长改变和散射角有关 。
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