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自由电子为什么不能吃光?
发布时间:2019-11-24
 

一、量子力学和质能方程

自由电子为什么不能吃光?

微观现象体现了世界的本质

二、运动与静止

自由电子为什么不能吃光?

运动与静止两种状态分别表现了波和粒子

三、能、动、角动量三大定律的贯穿线

自由电子为什么不能吃光?

能、动、角动量三大守恒律的贯穿性

四、光电效应和康普顿效应的典型区别——轨道角动量的有无

我们对比两种现象:光电效应和康普顿效应。在前者中,电子可以吸收光子;而后者中,光-电只能发生弹性碰撞。为什么自由电子不能吃光呢?实际上,电子处于束缚态或自由态时,动、能量变化无明显区别,而角动量特征:束缚态多了一个轨道角动量。当光电效应发生时,光子不单单帮助电子克服了静电力,而且还提供了必要的轨道角动量。

自由电子为什么不能吃光?

光电效应

自由电子为什么不能吃光?

康普顿效应

五、粒子内禀自旋量守恒

在光电效应中,我们可以利用光子来影响电子的总角动量,然而在康普顿效应中,电子由静到动过程中的总角动量是不变的,我们既不能通过碰撞改变电子的内禀自旋量,也不能因为电子增加波(运动),而增加额外的轨道角动量(△l=0),这其实反映了电子内禀自旋量在任意参考系中守恒!

粒子内禀自旋量守恒同样发生在弹性碰撞现象和带电粒子在粒子加速器中加速过程当中:

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弹性碰撞

自由电子为什么不能吃光?

带电粒子加速

六、量子力学推质能方程

自由电子为什么不能吃光?

量子力学推质能方程