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1 # 語境思維
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2 # 諸艾文
1,康普頓效應?
當年康普頓做實驗的時候,用的是X射線,其波長很短,只有十分之一奈米左右。而紫外區到紅外區的光,其波長則為100奈米至1000奈米左右。波長差出1000倍以上,光子的粒子性也會隨之變化。更弱的粒子性,意味著光子更不容易發生類似於康普頓效應的碰撞。
2,散射光無法成像
相對於上一點,可以說這一點是更為重要的。稍微瞭解望遠鏡原理的會知道,只有光線匯聚才能成像。這就要求,發光體發出的光是要在一起被探測到才行。但是如果中途發生了散射呢?要知道,散射是沒有確定的方向性的,射出的光子飛到哪裡都是未知數。這意味著,被散射出去的光子就脫離了“大部隊”,變成了一個一個的獨立光子。我們能不能從一個獨立的光子來看出原本恆星的樣子呢?顯然是不行的。這也就意味著,我們望遠鏡能夠成像的光,必然是沒有經過散射的光。
說這個可能有些不好理解。我們來做個類比:
比如,現在又1000個人,站在起點。你給了他們一幅分成1000小塊的拼圖,一人拿著一小塊拼圖。發令槍響了,1000個人紛紛拿著拼圖跑了出去。中途會有各種阻撓,比如A選手被野狗趕到野地裡了,B選手拉肚子沒法跑了,C選手被車撞著了。他們就像一束光行進中,被散射、遮擋的光子。那麼,如果你在路邊,有選手被車撞著了,你走過去拿他手裡的拼圖,能從這一小塊拼圖知道整個拼圖的樣子嗎?不行。而如果你不知道你在哪,但周圍呼啦啦跑過幾百號人,一個個把拼圖塞你手裡,你把拼圖拼起來,雖說有缺角,卻能辨認出這是個什麼東西。這種情況下,即使你不知道你在哪,你也能確定,你肯定不是在什麼犄角旮旯等著被車撞的選手:幾百個選手一起被車撞,還撞到同一個方向,哪有那麼巧的事?
複習一下:X射線為一些e=hν的光子,與自由電子發生完全彈性碰撞,電子獲得一部分能量,散射的光子能量減小,頻率減小,波長變長。
這過程設動量/能量守恆仍成立,有:電子動量與能量:p=m·v;E=½mv²(設電子開始靜止,勢能忽略)。光子動量:p=h/λ。得:λ=h/mc=2.42×10-12m,為電子康普頓波長。
我認為,光子在傳播過程中,也會受到空間其它光子與粒子,如,自由電子與自由質子,的碰撞。也會發生類似電子的康普頓效應,而減頻增長變軟。