一、光的散射
由於光在介質中與物質微粒的相互作用，使光的傳播方向發生改變的現象，叫做光的散射.
二、康普頓效應
光可以與介質中的物質微粒發生散射，改變傳播方向。1918～1922年，美國物理學傢康普頓在研究石墨對X射線的散射時，發現在散射的X射線中，除瞭與入射波長相同的成分外，還有波長大於入的成分，這個現象稱為康普頓效應（Compton＇s effect）。康普頓的學生，中國留學生吳有訓測試瞭多種物質對X射線的散射，證實瞭該效應的普遍性。
按照經典物理學的理論，入射的電磁波引起物質內部帶電微粒的受迫振動，振動著的帶電微粒進而再次產生電磁波，並向四周輻射，這就是散射波。散射的X射線頻率應該等於帶電粒子受迫振動的頻率，也就是入射X射線的頻率。相應地，X射線的波長也不會在散射中發生變化。因此，康普頓效應無法用經典物理學解釋。
康普頓用光子的模型成功地解釋瞭這種效應。他的基本思想是：光子不僅具有能量，而且具有動量，光子的動量p與光的波長入和普朗克常量h有關。這三個量之間的關系式為：
①E=mc²
②E=hν
③p=mc
④ν=c/λ
在康普頓效應中，當入射的光子與晶體中的電子碰撞時，要把一部分動量轉移給電子，因而，光子動量可能會變小(如圖所示)。從p=h/λ式看，動量p減小，意味著波長變大，因此，這些光子散射後波長變大。
基於這個假定的理論結果與實驗符合得很好。康普頓效應讓人們對光子有瞭更深入的認識。康普頓因此獲得瞭1927年的諾貝爾物理學獎。
例題：頻率為ν的光子，具有的能量為hν，動量為hν/c，將這個光子打在處於靜止狀態的電子上，光子將偏離原運動方向，這種現象稱為光子的散射，下列關於光子散射的說法正確的是（A）
A.光子的運動方向改變，但傳播速度大小不變
☞光子質量減小
B.光子由於在與電子碰撞中獲得能量，因而頻率增大.
C.由於受到電子碰撞，散射後的光子波長小於入射光子的波長
D.由於受到電子碰撞，散射後的光子頻率大於人射光子的頻率
☞1.在光的散射中，光子不僅具有能量，也具有動量，在與其他微粒作用過程中遵守能量守恒定律和動量守恒定律；
2.光電效應和康普頓效應都說明光具有粒子性。
三、光的波粒二象性
眾所周知，在麥克斯韋的電磁理論建立之後，人們認識到光是一種電磁波，從而光的波動說被普遍接受，人們不再認為光是由粒子組成的。而愛因斯坦的光電效應理論和康普頓效應理論表明，光在某些方面確實會表現得像是由一些粒子（即一個個有確定能量和動量的“光子”）組成的。也就是說，光電效應和康普頓效應重新揭示瞭光的粒子性。當然，此時人們對光的粒子性的認識，是以最新的實驗和量子理論為基礎的，已經和牛頓時代的光的粒子說根本不同，其深度遠遠超出後者。人們意識到，光既具有波動性，又具有粒子性。換句話說，光具有波粒二象性（wave-particle dualism）。此後，又經過一系列探索，人們最終建立瞭比較完善的，能統一描述光的波動性和粒子性的理論一量子電動力學。
從牛頓時代光的微粒說、惠更斯和托馬斯·楊的光的波動說，到麥克斯韋的光的電磁理論，再到愛因斯坦的光子理論乃至量子電動力學，人類對光的認識構成瞭一部科學史詩。
【問題】
例題1.在光電效應實驗中，如果入射光的波長確定而強度增加，將產生什麼結果？如果入射光的頻率增加，將產生什麼結果？
【答案】
光強增加有三種情況：
1.光子數目增加；
2.光的頻率增加大；
3.光子數目增加和光的頻率增大。
如果入射光的波長確定而強度增加(光子數目增加)，將分為以下兩種情況：
1.入射光的波長較長（頻率較短），以至於光子的能量較低，無法激發出電子。這時候即使強度增加，光電效應同樣不會發生；
2.入射光的波長較短，光子的能量較高，可以激發出電子。這時候強度增加，即單位時間內入射光的光子數增加，從而激發出更多的電子，所以促進光電效應，光電流增加。
光電流I=nqsv（n為光電子數密度）
如果入射光的頻率增加(光子數目不變)，將分為以下兩種情況：
1.入射光剛開始時的頻率較小，當入射光的頻率增加，剛開始可能無法激發光電子，當入射光頻率達到一定程度後激發出光電子，且發射的光電子最大初動能增加；
2.入射光剛開始時的頻率較大，入射光的頻率增加，發射的光電子最大初動能增加，光電流也增大。
例題2.金屬A在一束綠光照射下恰能發生光電效應，現用紫光或紅光照射時，能否發生光電效應？紫光照射A、B兩種金屬都能發生光電效應時，為什麼逸出金屬表面的光電子的最大速度大小不同？
【答案】：光電效應的條件是入射光的頻率大於或等於金屬的極限頻率，才能發生光電效應，在一束綠光照射下恰能發生光電效應，由於紫光頻率大於綠光頻率，則現用紫光照射時，一定發生光電效應；由於紅光的頻率小於綠光頻率，則現用紅光照射時，一定不發生光電效應；根據光電效應方程知，Ekm＝hν-W₀，紫光照射A、B兩種金屬都能發生光電效應，最大初動能與金屬的逸出功有關。
例題3.鋁的逸出功是4.2eV，現在將波長為200nm的光照射鋁的表面。
（1）求光電子的最大初動能。
（2）求截止電壓。
（3）求鋁的截止頻率。
例題4.根據如圖所示
的電路，利用能夠產生光電效應的兩種（或多種）頻率已知的光來進行實驗，怎樣測出普朗克常量？根據實驗現象說明實驗步驟和應該測量的物理量，寫出根據本實驗計算普朗克常量的關系式。
例題5.在日常生活中，我們不會註意到光是由光子構成的，這是因為普朗克常量很小，每個光子的能量很小，而我們觀察到的光學現象中涉及大量的光子。如果白熾燈消耗的電功率有15％產生可見光，試估算60W的白熾燈泡1s內發出可見光光子數的數量級。