电子对效应（电子对效应的产生条件是入射光子的能量不小于）

wangsihai 2025-06-07 10:06:40

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康普顿效应可以发生在光子与自由电子或者发生于光子与束缚电子之间。而且光子与自由电子发生康普顿效应的几率更大。光电效应只能发生在光子与束缚电子之间，而不能发生在光子与自由电子之间。

在光电效应中，入射光是可见光和紫外光，这些光子的能量不过是几个电子伏特，这和金属中电子的束缚能量有相同的数量级，不能把金属中的电子看做是自由的。电子可以吸收光子，产生光电效应。

康普顿效应可以发生在光子与自由电子或者发生于光子与束缚电子之间。而与自由电子发生康普顿效应的几率更大。光电效应只能发生在光子与束缚电子之间，而不能发生与光子与自由电子之间。

光电效应：物质在光的作用下发射电子或电导率改变康普顿效应：短波电磁辐射(如X射线，伽玛射线)射入物质而被散射后，除了出现与入射波同样波长的散射外，还出现波长向长波方向移动的散射现象。

当入射光子能量大于2 m0c2（即02MeV）时，入射γ光子在核库仑场作用下能量完全被吸收，电子从负能级跃迁到正能级，同时放出正、负电子，称电子对效应。如图2-2-6所示，其运动方向在光子前进方向。

电子对效应的解释很多，据认为均不甚完善。⒈在这些族中随原子半径增大价轨道伸展范围增大，使轨道重叠减小；⒉又认为，键合的原子的内层电子增加（4d、4f…），斥力增加，使平均键能降低。

形成电子对效应包括正负电子对的生成和湮没两个过程。由式(2-11)可知，只有当入射光子能量hν＞02MeV时，才可能有电子对的形成。形成电子对的几率与作用物质原子序数平方成正比，还与γ光子能量成正比。

在光电效应中，原子吸收光子的全部能量，其中一部分消耗于光电子脱离原子束缚所需的电离能，另一部分就作为光电子的动能。所以，释放出来的光电子的能量就是入射光子能量和该束缚电子所处的电子壳层的结合能Br之差。

由于其他电子对某一电子的排斥作用而抵消了一部分核电荷对该电子的吸引力，从而引起有效核电荷的降低，削弱了核电荷对该电子的吸引，这种作用称为屏蔽作用或屏蔽效应。氢原子核外只有一个电子，不存在屏蔽效应。

当入射γ光子能量超过02MeV时，产生电子对效应。形成电子对作用就是光子完全被吸收，产生一对粒子，电子和正电子。且随着γ光子能量的增加逐渐成为主要的作用形式。

当入射光子能量大于2m0c2(即02MeV)时，入射γ光子在核库仑场作用下能量完全被吸收，电子从负能级跃迁到正能级，同时放出正、负电子，称电子对效应。如图2-2-6所示，其运动方向在光子前进方向。

γ射线与物质作用不是能量逐步消耗掉，往往是整个γ光子被吸收而转变成其他形式，如光电子、反冲电子等。γ射线与物质的作用主要有三种形式，即光电效应、康普顿-吴有训效应、形成电子对效应。如图2-2所示。

电子对效应的产物是反冲电子。电子对中，入射光子消失，产生的正、负电子对从不同方向飞出，其对象就是反冲电子。光子与物质的原子核或电子发生相互作用时，光子可以转化为一对正、负电子，这就是电子对效应。

惰性电子对效应是用来说明 p 区金属（Al，Ga，In，Tl；Ge，Sn，Pb；Sb，Bi) 低氧化态的稳定性。

Sn，Pb；As，Sb，Bi等，有保留低价态，不易形成最高价的倾向，这叫惰性电子对效应。这种现象跟长周期中各族元素最高价态与族数相等的倾向是不协调的。即屏蔽效应。

位于化学元素周期表第6周期的p区元素有保留低价态，不易形成最高价的倾向，这就叫做惰性电子对效应。这种现象跟长周期中各族元素最高价态与族数相等的倾向是不协调的。即屏蔽效应。

位于化学元素周期表第6周期的p区元素Ga，In，Tl；Ge，Sn，Pb；As，Sb，Bi等，有保留低价态，不易形成最高价的倾向，这叫惰性电子对效应。这种现象跟长周期中各族元素最高价态与族数相等的倾向是不协调的。