Комптънов ефект срещу фотоелектричен ефект
Комптъновият ефект и фотоелектричният ефект са два много важни ефекта, обсъждани при двойствеността на материята на вълновите частици. Обясненията на Compton Effect и фотоелектричния ефект доведоха до образуването и потвърждаването на двойствеността на материята на вълновите частици. Тези два ефекта играят жизненоважна роля в области като квантовата механика, атомната структура, решетъчната структура и дори ядрената физика. Жизненоважно е да имаме правилно разбиране в тези области, за да постигнем успех в такива науки. В тази статия ще обсъдим какво представляват фотоелектричният ефект и ефекта на Комптън, техните дефиниции, приликите и накрая разликите между ефекта на Комптън и фотоелектричния ефект.
Какво е фотоелектричен ефект?
Фотоелектричният ефект е процесът на изхвърляне на електрон от метал в случай на падащи електромагнитни лъчения. Фотоелектричният ефект е описан правилно от Алберт Айнщайн. Вълновата теория на светлината не успя да опише повечето наблюдения на фотоелектричния ефект. Има прагова честота за падащите вълни. Това показва, че колкото и интензивни да са електромагнитните вълни, електроните няма да бъдат изхвърлени, освен ако няма необходимата честота. Закъснението във времето между падането на светлината и изхвърлянето на електрони е около една хилядна от стойността, изчислена от теорията на вълните. Когато се произвежда светлина, надвишаваща праговата честота, броят на излъчените електрони зависи от интензивността на светлината. Максималната кинетична енергия на изхвърлените електрони зависи от честотата на падащата светлина. Това доведе до заключението на фотонната теория на светлината. Това означава, че светлината се държи като частици при взаимодействие с материята. Светлината идва като малки пакетчета енергия, наречени фотони. Енергията на фотона зависи само от честотата на фотона. Има няколко други термина, дефинирани във фотоелектрическия ефект. Работната функция на метала е енергията, съответстваща на праговата честота. Това може да се получи с помощта на формулата E = hf, където E е енергията на фотона, h е константата на Планк и f е честотата на вълната. Всяка система може да абсорбира или излъчва само специфични количества енергия. Наблюденията показаха, че електронът ще абсорбира фотона само ако енергията на фотона е достатъчна, за да отведе електрона в стабилно състояние.
Какво представлява ефектът на Комптън?
Комптънов ефект или комптоново разсейване е процесът на разсейване на електромагнитна вълна от свободен електрон. Изчислението на Compton Scattering показва, че наблюденията могат да бъдат обяснени само с помощта на фотонната теория на светлината. Най-важното от тези наблюдения е варирането на дължината на вълната на разсеяния фотон с ъгъла на разсейване. Това може да се обясни само като се третира електромагнитната вълна като частица. Основното уравнение на разсейването на Комптън е Δλ = λ c (1-Cosθ), където Δλ е изместването на дължината на вълната, λ c е дължината на вълната на Комптън и θ е ъгълът на отклонение. Максималното изместване на дължината на вълната настъпва при 180 0.
Каква е разликата между фотоефект и ефект на Комптън?
• Фотоелектричният ефект се проявява само в свързани електрони, но разсейването на Комптън се появява и в свързани, и в свободни електрони; обаче се наблюдава само в свободните електрони.
• При фотоелектричния ефект падащият фотон се наблюдава от електрона, но при комптоновото разсейване само част от енергията се абсорбира, а останалата част от фотона се разсейва.
