Skirtumas tarp komptono efekto ir fotoelektrinio efekto

Komptono efektas prieš fotoelektrinį efektą
 

Komptono efektas ir fotoelektrinis efektas yra du labai svarbūs efektai, aptarti atsižvelgiant į bangos dalelių dualumą. „Compton Effect“ ir fotoelektrinio efekto paaiškinimai leido susidaryti ir patvirtinti medžiagos bangos dalelių dvilypumą. Šie du efektai vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį tokiose srityse kaip kvantinė mechanika, atominė struktūra, gardelių struktūra ir net branduolinė fizika. Norint tobulėti tokiuose moksluose, labai svarbu tinkamai suprasti šias sritis. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra fotoelektrinis efektas ir „Compton Effect“, jų apibrėžimai, panašumai ir, galiausiai, „Compton Effect“ ir fotoelektrinio efekto skirtumai.

Kas yra fotoelektrinis efektas?

Fotoelektrinis efektas - tai elektrono išstūmimo iš metalo procesas, kai įvyksta avarinė elektromagnetinė spinduliuotė. Fotoelektrinį efektą pirmiausia tinkamai aprašė Albertas Einšteinas. Šviesos bangų teorija nesugebėjo apibūdinti daugumos fotoelektrinio efekto stebėjimų. Yra kritinių bangų dažnis. Tai rodo, kad nesvarbu, kokie stiprūs yra elektromagnetinės bangos, elektronai nebus išmetami, nebent jis turi reikiamą dažnį. Laiko vėlavimas tarp šviesos dažnio ir elektronų išmetimo yra apie tūkstantąją vertės, apskaičiuotos pagal bangų teoriją. Kai sukuriama šviesa, viršijanti slenksčio dažnį, skleidžiamų elektronų skaičius priklauso nuo šviesos stiprio. Didžiausia išmetamų elektronų kinetinė energija priklauso nuo krintančios šviesos dažnio. Tai leido daryti išvadą apie fotonų šviesos teoriją. Tai reiškia, kad šviesa sąveikaudama su materija elgiasi kaip dalelės. Šviesa sklinda kaip maži energijos paketai, vadinami fotonais. Fotono energija priklauso tik nuo fotono dažnio. Yra keletas kitų terminų, apibrėžtų fotoelektriniame efekte. Metalo darbinė funkcija yra energija, atitinkanti slenksčio dažnį. Tai galima gauti naudojant formulę E = h f, kur E yra fotono energija, h yra Planko konstanta ir f yra bangos dažnis. Bet kuri sistema gali absorbuoti ar išmesti tik tam tikrus energijos kiekius. Stebėjimai parodė, kad elektronas absorbuos fotoną tik tuo atveju, jei fotono energijos užteks elektronui į stabilią būseną.

Kas yra „Compton Effect“?

Komptono efektas arba Komptono išsklaidymas yra elektromagnetinės bangos išsibarstymo iš laisvojo elektrono procesas. Komptono sklaidos apskaičiavimas rodo, kad stebėjimus galima paaiškinti tik naudojant šviesos fotonų teoriją. Svarbiausias iš šių stebėjimų buvo išsklaidyto fotono bangos ilgio kitimas atsižvelgiant į išsibarstymo kampą. Tai galima būtų paaiškinti tik elektromagnetinės bangos traktuojant kaip dalelę. Pagrindinė Komptono sklaidos lygtis yra Δλ = λ_c(1-Cosθ), kur Δλ yra bangos ilgio poslinkis, λ_c yra Komptono bangos ilgis, o θ - nuokrypio kampas. Didžiausias bangos ilgio poslinkis įvyksta ties 180⁰.