Re: [問題] 光子的能量只能整個地被吸收?

看板Physics作者時間14年前 (2011/12/29 00:11), 編輯推噓3(304)
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依原 po 所提到的,是高中物理所講的 原子內的電子能階只能吸收或放出特定頻率的光子 而康普頓效應中電子可與任意頻率光子發生碰撞 如果只是高中生的話,就不要想太多,這兩個現像背下來就對了 因為要知其所以然,已經遠遠超出高中生的程度 比如要清楚理解 "什麼是光子",那得要把場論搬出來才行 再不濟者,最少也要處理到電磁場的二次量子化 (已經是物理研究所的程度) ---------- 在大學的量子力學中,比較普通的方式處理這個問題 就是利用微擾法 (外加電磁場微擾項),計算它對電子能階的影響 可求得只有在頻率 ΔE = hν 附近的電磁場 才對 bounded electron (如氫原子中的電子) 有交互作用 至於 free electron 可對任何頻率的電磁場產生交互作用 (康普頓效應) 從這件事來觀察,就會發現前者固定頻率電磁場與 bounded electron 的交互作用 其中隱含著 "光子" 的觀念 算得更仔細一點,電子的能階也不是可以隨便亂跳的 比如電子能階 A 吸收電磁波後可以跳到 B,B 吸收電磁波後可以跳到 C 但不代表 A 可以直接吸收電磁波跳到 C 哪些能階之間可以互跳哪些不能互跳,這就是 selection rule 也可以藉由微擾法計算而得 至於完整吸收或放出一整顆 "光子" 的圖像 在半古典的量子力學下,是看不清楚的 整件事,要對電磁場進行二次量子化之後 (出現光子的 creation/annihilation operator),圖像才看得清楚 要算清楚裡頭的東西,那得要把場論的那一套搬出來 光子與電子間的交互作用,就是計算它們的 cross section (前文推文中有提到計算電磁場的高階微擾項,但計算高階微擾項的物理意涵 遠不如搬場論的那一套來得直接,多顆光子間的交互作用也要在場論下才能算得精準) ------------ 比如,像康普頓效應,就可使用以下的費曼圖表示: \ * \ * \ * ( ── 為電子 ) | | ( * * * 為光子 ) / * / * / * -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 114.32.58.129 ※ 編輯: mgtsai 來自: 114.32.58.129 (12/29 00:32)

12/29 01:03, , 1F
其實我看不懂:)。不過背兩件不相干的事OK,背兩件相矛盾
12/29 01:03, 1F

12/29 01:04, , 2F
的事很怪。(至少只看高中課本的話,它們是矛盾的)
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12/29 01:05, , 3F
總之謝謝您喔~
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12/29 01:21, , 4F
PS.我看不懂是我學藝不精~m大說的應該是很清楚
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12/29 01:30, , 5F
推一個 雖然都看不懂@@a
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12/29 03:19, , 6F
中間是虛電子
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12/29 03:19, , 7F
把圖畫橫的會比較好
12/29 03:19, 7F
文章代碼(AID): #1E-p-RP_ (Physics)
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