第1个回答 2010-06-05
关于光本性的争论，持续了很长时间，牛顿认为是粒子，惠更斯认为是机械波，麦克斯韦建立经典电磁学理论后，预言电磁波就是光。1887 赫兹实验证实了电磁波确实是光，具有反射、干涉、折射、衍射等一系列光应有的性质。通常我们所说的光就是特定频率的电磁波。
我们可简要地回顾一下电磁波谱[1]的概念：
gamma-射线：波长最短（0.01埃左右），能量最高；
X-射线：波长（0.1-10埃），恰好和晶格尺寸吻合，广泛地用于物质结构测定，无损检测，医疗诊断等；
能量：keV-10^5eV
可见光（visible light）：波长（几百纳米量级）
红外（infrared）：波长（微米-毫米）
微波（microwave）：波长（毫米，厘米，分米）
电磁波：波长大于0.1米
光的粒子性自黑体辐射以来就越来越成为不可避免的概念，普朗克在解释黑体辐射时并未提出光是粒子，而只是说物体在吸收和发射电磁波时是一份一份地进行的，但光在传播时能量还是连续的。爱因斯坦在解释光电效应时则明确提出光子概念，即一个光子是集中地携带一份能量`h \nu`的。而康普顿散射实验（1923）则说明光子不但集中地携带一份能量`h \nu`，还集中地携带一份动量` p = h/ lambda`，康普顿散射实验后，“光具有粒子性”就被物理学家们广泛接受了。
康普顿散射实验中用的靶的材料是石墨，由于石墨正好位于周期表的中间，因此石墨的外层电子束缚的不太结实，使电子在散射前恰好可看作是静止的，同时又是自由的。如果使用金属做靶的话，外层电子是自由的，属于整个金属共有并遵从费米分布。此时我们可通过康普顿散射的线形来推测金属内自由电子的运动速度，并验证其确实满足费米分布。
X-射线是最常见的物质结构测量技术，掌握布拉格公式的推导；了解劳厄法（用连续X-射线照射晶体，相当于改变`lambda`）、旋转晶体法（改变角度）、粉末法（改变角度，但不需要转动）的区别。