Compton-effekt vs fotoelektrisk effekt
Compton Effect og Photoelectric Effect er to veldig viktige effekter diskutert under bølgepartikkens dualitet av materie. Forklaringene til Compton Effect og den fotoelektriske effekten førte til dannelsen og bekreftelsen av materialets dualitet av materialet. Disse to effektene spiller en viktig rolle i felt som kvantemekanikk, atomstruktur, gitterstruktur og til og med kjernefysikk. Det er viktig å ha en riktig forståelse på disse felt for å utmerke seg i slike vitenskaper. I denne artikkelen skal vi diskutere hva fotoelektrisk effekt og Compton-effekt er, deres definisjoner, likhetene og til slutt forskjellene mellom Compton-effekt og fotoelektrisk effekt.
Hva er fotoelektrisk effekt?
Fotoelektrisk effekt er prosessen med utkasting av et elektron fra et metall i tilfelle innfallende elektromagnetiske stråler. Den fotoelektriske effekten ble først riktig beskrevet av Albert Einstein. Bølgeteorien om lys klarte ikke å beskrive de fleste observasjonene av den fotoelektriske effekten. Det er en terskelfrekvens for hendelsesbølgene. Dette indikerer at uansett hvor intense de elektromagnetiske bølgene er elektroner, ville de ikke kastes ut med mindre den har den nødvendige frekvensen. Tidsforsinkelsen mellom forekomsten av lys og utkastet av elektroner er omtrent en tusendel av verdien beregnet fra bølgeteorien. Når lys som overskrider terskelfrekvensen produseres, avhenger antallet elektroner av lysets intensitet. Den maksimale kinetiske energien til de utkastede elektronene avhenger av frekvensen av det innfallende lyset. Dette førte til konklusjonen om fotonteorien om lys. Dette betyr at lyset oppfører seg som partikler når det samhandler med materie. Lyset kommer som små pakker med energi som kalles fotoner. Fotonens energi avhenger bare av fotonens frekvens. Det er noen få andre begreper definert i den fotoelektriske effekten. Metallets arbeidsfunksjon er energien som tilsvarer terskelfrekvensen. Dette kan oppnås ved hjelp av formelen E = hf, der E er fotonens energi, h er Plankekonstanten, og f er frekvensen til bølgen. Ethvert system kan bare absorbere eller avgi spesifikke mengder energi. Observasjonene viste at elektronet bare ville absorbere fotonet hvis energien til fotonet er nok til å føre elektronet til en stabil tilstand.
Hva er Compton Effect?
Compton-effekt eller Compton-spredning er prosessen med spredning av en elektromagnetisk bølge fra et fritt elektron. Beregningen av Compton Scattering viser at observasjonene bare kan forklares ved hjelp av fotonteorien om lys. Den viktigste av disse observasjonene var variasjonen i bølgelengden til den spredte fotonet med spredningsvinkelen. Dette kunne bare forklares med å behandle den elektromagnetiske bølgen som en partikkel. Hovedligningen til Compton-spredningen er Δλ = λ c (1-Cosθ), der Δλ er bølgelengdeforskyvningen, λ c er Compton-bølgelengden, og θ er avviksvinkelen. Maksimal bølgelengdeforskyvning skjer ved 180 0.
Hva er forskjellen mellom fotoelektrisk effekt og Compton-effekt?
• Fotoelektrisk effekt forekommer bare i bundne elektroner, men Compton-spredning forekommer i både bundne og frie elektroner; det er imidlertid bare observerbart i frie elektroner.
• I den fotoelektriske effekten observeres innfallende foton av elektronet, men i Compton-spredning absorberes bare en del av energien, og resten av fotonet blir spredt.
