Starpība starp komptona efektu un fotoelektrisko efektu

Komptona efekts pret fotoelektrisko efektu
 

Komptona efekts un fotoelektriskais efekts ir divi ļoti svarīgi efekti, kas tiek apspriesti matērijas viļņu daļiņu dualitātē. Komptona efekta un fotoelektriskā efekta skaidrojumi ļāva veidoties un apstiprināt matērijas viļņu daļiņu divdabību. Šiem diviem efektiem ir būtiska loma tādās jomās kā kvantu mehānika, atomu struktūra, režģa struktūra un pat kodolfizika. Lai sasniegtu izcilību šādās zinātnēs, ir svarīgi, lai šajās jomās būtu pareiza izpratne. Šajā rakstā mēs runāsim par to, kas ir fotoelektriskais efekts un Compton Effect, to definīcijas, līdzības un visbeidzot atšķirības starp Compton Effect un fotoelektrisko efektu.

Kas ir fotoelektriskais efekts?

Fotoelektriskais efekts ir elektrona izmešanas process no metāla gadījumā, ja notiek elektromagnētiskais starojums. Fotoelektrisko efektu vispirms pareizi aprakstīja Alberts Einšteins. Gaismas viļņu teorijā neizdevās aprakstīt lielāko daļu fotoelektriskā efekta novērojumu. Negadījumu viļņiem ir sliekšņa frekvence. Tas norāda, ka neatkarīgi no tā, cik intensīvi elektromagnētiskie viļņi ir elektroni, netiks izstumts, ja vien tam nebūs vajadzīgā frekvence. Laika kavējums starp gaismas sastopamību un elektronu izmešanu ir aptuveni tūkstošdaļa no vērtības, kas aprēķināta pēc viļņu teorijas. Kad tiek ražota gaisma, kas pārsniedz sliekšņa frekvenci, izstaroto elektronu skaits ir atkarīgs no gaismas intensitātes. Izstaroto elektronu maksimālā kinētiskā enerģija ir atkarīga no krītošās gaismas frekvences. Tas noveda pie gaismas fotonu teorijas secināšanas. Tas nozīmē, ka gaisma mijiedarbojoties ar matēriju uzvedas kā daļiņas. Gaisma nāk kā mazas enerģijas paciņas, ko sauc par fotoniem. Fotona enerģija ir atkarīga tikai no fotona frekvences. Fotoelektriskajā efektā ir definēti vēl daži termini. Metāla darba funkcija ir enerģija, kas atbilst sliekšņa frekvencei. To var iegūt, izmantojot formulu E = h f, kur E ir fotona enerģija, h ir Planka konstante un f ir viļņa frekvence. Jebkura sistēma var absorbēt vai izstarot tikai noteiktus enerģijas daudzumus. Novērojumi parādīja, ka elektrons absorbēs fotonu tikai tad, ja fotona enerģija ir pietiekama, lai elektrons nonāktu stabilā stāvoklī.

Kas ir Compton Effect?

Komptona efekts jeb Komptona izkliede ir elektromagnētiskā viļņa izkliedes process no brīva elektrona. Komptona izkliedes aprēķins parāda, ka novērojumus var izskaidrot tikai ar gaismas fotonu teorijas palīdzību. Vissvarīgākais no šiem novērojumiem bija izkliedētā fotona viļņa garuma variācija ar izkliedes leņķi. To var izskaidrot tikai ar elektromagnētiskā viļņa uzskatīšanu par daļiņu. Komptona izkliedes galvenais vienādojums ir Δλ = λ_c(1-Cosθ), kur Δλ ir viļņa garuma nobīde, λ_c ir Komptona viļņa garums, un θ ir novirzes leņķis. Maksimālais viļņa garuma nobīde notiek pie 180⁰.