Compton-effekt vs fotoelektrisk effekt
Compton Effect och Photoelectric Effect är två mycket viktiga effekter som diskuteras under vågpartikeldualiteten hos materia. Förklaringarna till Compton Effect och den fotoelektriska effekten ledde till bildandet och bekräftelsen av vågpartikelns dualitet av materia. Dessa två effekter spelar en viktig roll inom områden som kvantmekanik, atomstruktur, gitterstruktur och till och med kärnfysik. Det är viktigt att ha en korrekt förståelse inom dessa områden för att utmärka sig i sådana vetenskaper. I den här artikeln ska vi diskutera vad fotoelektrisk effekt och Compton-effekt är, deras definitioner, likheterna och slutligen skillnaderna mellan Compton-effekt och fotoelektrisk effekt.
Vad är fotoelektrisk effekt?
Fotoelektrisk effekt är processen för utkastning av en elektron från en metall i händelse av infallande elektromagnetisk strålning. Den fotoelektriska effekten beskrevs först korrekt av Albert Einstein. Vågteorin om ljus misslyckades med att beskriva de flesta observationerna av den fotoelektriska effekten. Det finns en tröskelfrekvens för de infallande vågorna. Detta indikerar att oavsett hur intensiva de elektromagnetiska vågorna är, skulle elektroner inte matas ut om den inte har den önskade frekvensen. Tidsfördröjningen mellan förekomsten av ljus och utkastningen av elektroner är ungefär en tusendel av det värde som beräknats från vågteorin. När ljus som överskrider tröskelfrekvensen produceras beror antalet utsända elektroner på ljusets intensitet. Den maximala kinetiska energin för de utmatade elektronerna beror på frekvensen för det infallande ljuset. Detta ledde till slutsatsen av fotonteorin om ljus. Detta innebär att ljuset beter sig som partiklar när det interagerar med materien. Ljuset kommer som små energipaket som kallas fotoner. Fotonens energi beror bara på fotonens frekvens. Det finns några andra termer definierade i den fotoelektriska effekten. Metallens arbetsfunktion är den energi som motsvarar tröskelfrekvensen. Detta kan erhållas med formeln E = hf, där E är fotonenergin, h är plankkonstanten och f är frekvensen för vågen. Varje system kan absorbera eller avge endast specifika mängder energi. Observationerna visade att elektronen endast skulle absorbera foton om fotonens energi är tillräcklig för att ta elektronen till ett stabilt tillstånd.
Vad är Compton-effekt?
Compton-effekt eller Compton-spridning är processen för spridning av en elektromagnetisk våg från en fri elektron. Beräkningen av Compton Scattering visar att observationerna endast kan förklaras med fotonteorin om ljus. Den viktigaste av dessa observationer var variationen i våglängden hos den spridda foton med spridningsvinkeln. Detta kunde bara förklaras behandla den elektromagnetiska vågen som en partikel. Huvudekvationen för Compton-spridningen är Δλ = λ c (1-Cosθ), där Δλ är våglängdsförskjutningen, λ c är Compton-våglängden och θ är avvikelsevinkeln. Den maximala våglängdsförskjutningen sker vid 180 0.
Vad är skillnaden mellan fotoelektrisk effekt och Compton-effekt?
• Fotoelektrisk effekt förekommer endast i bundna elektroner, men Compton-spridningen sker i både bundna och fria elektroner; det är dock bara observerbart i fria elektroner.
• I den fotoelektriska effekten observeras den infallande foton av elektronen, men i Compton-spridning absorberas endast en del av energin och resten av foton sprids.
