WYKŁAD 3

KORPUSKULARNY CHARAKTER 

PROMIENIOWANIA 

ELEKTROMAGNETYCZNEGO

 (efekt fotoelektryczny i efekt 

Comptona)

 

 

Skopiowane z: Haken, Wolf, Atomy i 

kwanty,  PWN, Warszawa 2002

EFEKT FOTOELEKTRYCZNY

 

 

Skopiowane z: Haken, Wolf, Atomy i 

kwanty,  PWN, Warszawa 2002

EFEKT FOTOELEKTRYCZNY

 

 

Skopiowane z: Haken, Wolf, Atomy i 

kwanty,  PWN, Warszawa 2002

EFEKT FOTOELEKTRYCZNY, wyniki

Fotoprąd I 

Fotoprąd I w 

funkcji 
w funkcji częstości

natężenia 

światła P

 

 

Skopiowane z: Haken, Wolf, Atomy i 

kwanty,  PWN, Warszawa 2002

EFEKT FOTOELEKTRYCZNY, wyniki

Charakterystyka I(V)

Napięcie 

hamujące V

max

  

dla różnych P

w funkcji częstości 

ν

 

 

Skopiowane z: Haken, Wolf, Atomy i 

kwanty,  PWN, Warszawa 2002

EFEKT FOTOELEKTRYCZNY, 

interpretacja

Napięcie hamujące 
V

max

  

w funkcji częstości 
ν

A

max

V

e

h

V







A

max

eV

h

eV







A

2

eV

h

2

mv







BILANS 

ENERGETYCZN

Y

 

 

EFEKT FOTOELEKTRYCZNY, 

interpretacja

niepodzielna porcja energii (foton) 
przekazywanej elektronom ośrodka 
materialnego przez pole 
elektromagnetyczne



h

A. Einstein, Nobel 1905

Czy foton ma pęd? Jeśli tak, to foton 

ma dwie cechy przypisywane cząstkom 

materialnym,  energię i pęd

 

 

Jaki byłby pęd fotonu?

Klasycznie, siła „pchająca” elektron 

ośrodka w kierunku padającej fali e-m, 

poruszany poprzecznie polem E tej fali, 

i, wskutek tego, poruszający się z 

prędkością v, pochodzi od pola B tej 

fali:

qvB

F 

c

1

dt

dW

c

1

v

qE

c

E

qv

dt

dp

F













c

W

p

Całkując po czasie 

otrzymamy:

 

 

Pęd fotonu powinien zatem być równy:











h

c

h

c

W

p

Pierwszy eksperyment weryfikujący 

oba wzory:









h

p

       

i

     

h

E

to rozpraszanie nieelastyczne fal e-m, 

zwane zjawiskiem Comptona

 

 

ZJAWISKO COMPTONA

Spektrometr krystaliczny; pomiar 

widma rozproszonego promieniowania 

I

roz

 (λ)

 

 

ZJAWISKO COMPTONA, wyniki

Linia 

niezmodyfikowana

, rozpraszanie 

elastyczne, 

zjawisko 

Thomsona 

(Rayleigha dla 

światła 

widzialnego)

Linia 

zmodyfikowana, 

rozpraszanie 

nieelastyczne, 

zjawisko 

Comptona

















cos

1

C

 

 

TRÓJKĄT MNEMOTECHNICZNY

2

2

0

c

v

1

m

m





Równanie na masę 

relatywistyczną:

4

2

0

2

2

2

4

2

c

m

c

v

m

c

m





 

 





2

2

0

2

2

2

c

m

pc

mc





2

0

2

k

c

m

mc

E





 

2

0

2

2

E

pc

E





 

 

TRÓJKĄT MNEMOTECHNICZNY

Dla fotonu:

pc

E

 

 

2

4

2

0

2

2

pc

c

m

pc

E





















h

T

c

h

c

h

c

E

p







hc

pc

E

 

 

Zjawisko Comptona, 

wyprowadzenie wzoru

















h

c

h

p

  

          

i

     

          

hc

h

E

 

 

Zasada zachowania pędu, foton i 

elektron:

2

1

0

2

1

2

2

0

2

p

cos

h

h

2

h

h

















 

 

Trójkąt mnemotechniczny dla 

elektronu





2

2

0

2

1

2

0

1

0

2

1

0

0

2

2

0

4

2

0

2

2

2

c

m

h

h

1

h

2

        

1

1

hc

m

2

c

m

c

m

E

c

1

p



































































 

 

































1

0

0

1

0

2

1

1

hc

m

2

cos

1

1

h

2

































cos

1

cos

1

c

m

h

C

0

0

0

1

c

m

h

0

C





komptonowska 
długość fali

nm

 

002426

.

0

C





















cos

1

C