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なぜ古典的なメカニクスがコンプトン効果を説明できないのですか?

クラシックメカニクスは、光を波として扱うため、コンプトン効果を説明できません は、光の粒子状の性質を説明していません 。 その理由は次のとおりです。

* コンプトン効果: この現象には、X線が電子から散乱することを伴い、X線の波長(したがってエネルギー)の変化をもたらします。このエネルギーの変化は、光が勢いを持つ光子と呼ばれる粒子で構成されていると見なされる場合にのみ説明できます。

* 古典力学: この理論は、巨視的なオブジェクトの動きを説明し、光が波であると仮定します。古典的なメカニズムは、光のエネルギーがその強度(波の振幅)に比例し、その周波数ではないことを予測しています。

* 問題: コンプトン効果は、光のエネルギーが実際にその周波数に関連していることを示しています(Planckの関係E =Hνを介して)その強度ではありません。これは、光を運動量のある粒子と見なすことによってのみ説明できます。

要するに

*古典的なメカニクスは、散乱X線が散乱角に関係なく、インシデントX線と同じ周波数を持つべきであると予測しています。

*コンプトン効果は、散乱したX線が入射X線よりも低い周波数(長い波長)であり、シフトは散乱角に依存していることを示しています。

この矛盾は量子力学の発達につながりました。これは、光を波と粒子(波粒子の二重性)の両方として扱うことにより、コンプトン効果を説明します。

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