Razlika med Compton efektom in fotoelektričnim učinkom

Compton efekt vs fotoelektrični učinek
 

Compton efekt in fotoelektrični učinek sta dva zelo pomembna učinka, o katerih se govori v dvojnosti maščobnih delcev. Pojasnila Comptonovega učinka in fotoelektričnega učinka sta privedla do nastanka in potrditve dvojnosti valovnih delcev snovi. Ta dva učinka igrata življenjsko pomembno vlogo na področjih, kot so kvantna mehanika, atomska zgradba, struktura rešetk in celo jedrska fizika. Ključnega pomena je pravilno razumevanje teh področij, da bi dosegli vrhunec v teh znanostih. V tem članku bomo razpravljali o tem, kaj sta fotoelektrični učinek in Compton efekt, njihove definicije, podobnosti in na koncu razlike med Compton efektom in fotoelektričnim učinkom.

Kaj je fotoelektrični učinek?

Fotoelektrični učinek je postopek izmeta elektrona iz kovine v primeru vpadnih elektromagnetnih sevanj. Fotoelektrični učinek je prvi pravilno opisal Albert Einstein. Valovna teorija svetlobe ni mogla opisati večine opazovanj fotoelektričnega učinka. Za vpadne valove obstaja pražna frekvenca. To kaže, da ne glede na to, kako intenzivni so elektromagnetni valovi, elektroni ne bi bili izvrženi, če nimajo zahtevane frekvence. Časovni zamik med vpadi svetlobe in izmetom elektronov je približno tisočina vrednosti, izračunane iz teorije valov. Ko nastane svetloba, ki presega pragovno frekvenco, je število oddanih elektronov odvisno od jakosti svetlobe. Največja kinetična energija izmetnih elektronov je odvisna od frekvence vpadne svetlobe. To je pripeljalo do zaključka fotonske teorije svetlobe. To pomeni, da se svetloba ob interakciji s materijo obnaša kot delci. Svetloba prihaja kot majhni paketi energije, imenovani fotoni. Energija fotona je odvisna samo od frekvence fotona. V fotoelektričnem učinku je opredeljenih še nekaj drugih izrazov. Delovna funkcija kovine je energija, ki ustreza pragovni frekvenci. To je mogoče dobiti s formulo E = h f, kjer je E energija fotona, h je Plankova konstanta in f frekvenca valovanja. Vsak sistem lahko absorbira ali oddaja le določene količine energije. Opazovanja so pokazala, da bi elektron absorbiral foton le, če je energija fotona dovolj, da vodi elektron v stabilno stanje.

Kaj je Compton učinek?

Compton-ov efekt ali Comptonovo sipanje je postopek razkroja elektromagnetnega vala iz prostega elektrona. Izračun Compton Scatteringa kaže, da je mogoče opazke razložiti le s pomočjo fotonske teorije svetlobe. Najpomembnejše od teh opazovanj je bilo spreminjanje valovne dolžine razpršenega fotona s kotom sipanja. To je mogoče razložiti le z obravnavo elektromagnetnega vala kot delca. Glavna enačba Comptonovega sipanja je Δλ = λ_c(1-Cosθ), kjer je Δλ premik valovne dolžine, λ_c je Comptonova valovna dolžina in θ kot odklona. Največji premik valovne dolžine se pojavi pri 180⁰.