龚知栋

(麻城市第二高级中学 湖北 麻城 438307)

高中物理(人教版)教材第三册先后出现了光电效应和康普顿效应这两个内容，作为光具有粒子性的重要证据来学习.

为了解释光电效应中的极限频率和瞬时性问题，爱因斯坦假设了这样一个情景：一个电子只能吸收一个光子的能量，而且必须是整份吸收，即是说，一个电子不能连续吸收2个,3个,…或半个光子的能量.光子与电子作用时这种十分奇特的现象，给初学者留下了极其深刻的印象.但是，康普顿效应的解释却是说光子和电子像弹性球一样，碰撞后会分开.电子只得到光子的一部分能量，而光子保留了部分能量而波长变长.也就是说一个电子不吸收一个光子！一个电子难道可以吸收半个光子？那剩下的半个光子不是又可能被另一电子吸收，即一个光子可以被两个以上的电子吸收吗？如此说来，光电效应和康普顿效应的解释不是互相矛盾吗？

为了回答这个问题，必须先对两种效应的发生条件加以分析.

在光电效应中，入射光通常是可见光和紫外光，这些光子的能量不过几个eV，和金属中电子的束缚能量(逸出功)有相同数量级.所以，在光电效应中，光子和物质相互作用时，必须考虑光子、电子和原子核三者的能量和动量变化.但是，由于原子核的质量比电子大几千倍，因此，核的能量变化很小，可以略去不计.爱因斯坦方程只表示光子与电子的能量守恒，而没有相应的光子和……