Compton-effekt vs fotoelektrisk effekt
Compton-effekt og fotoelektrisk effekt er to svært viktige effekter som diskuteres under bølgepartikkeldualiteten til materie. Forklaringene til Compton-effekten og den fotoelektriske effekten førte til dannelsen og bekreftelsen av bølgepartikkeldualitet av materie. Disse to effektene spiller en viktig rolle innen felt som kvantemekanikk, atomstruktur, gitterstruktur og til og med kjernefysikk. Det er viktig å ha en skikkelig forståelse på disse feltene for å utmerke seg i slike vitenskaper. I denne artikkelen skal vi diskutere hva fotoelektrisk effekt og Compton-effekt er, deres definisjoner, likheter og til slutt forskjellene mellom Compton-effekt og fotoelektrisk effekt.
Hva er fotoelektrisk effekt?
Fotoelektrisk effekt er prosessen med utstøting av et elektron fra et metall i tilfelle innfallende elektromagnetisk stråling. Den fotoelektriske effekten ble først korrekt beskrevet av Albert Einstein. Bølgeteorien om lys klarte ikke å beskrive de fleste observasjonene av den fotoelektriske effekten. Det er en terskelfrekvens for de innfallende bølgene. Dette indikerer at uansett hvor intense de elektromagnetiske bølgene er, vil elektroner ikke bli kastet ut med mindre de har den nødvendige frekvensen. Tidsforsinkelsen mellom innfall av lys og utstøting av elektroner er omtrent en tusendel av verdien beregnet fra bølgeteorien. Når det produseres lys som overskrider terskelfrekvensen, avhenger antall utsendte elektroner av intensiteten til lyset. Den maksimale kinetiske energien til de utkastede elektronene avhenger av frekvensen til det innfallende lyset. Dette førte til konklusjonen av fotonteorien om lys. Dette betyr at lyset oppfører seg som partikler når det samhandler med materie. Lyset kommer som små energipakker k alt fotoner. Energien til fotonet avhenger bare av frekvensen til fotonet. Det er noen få andre begreper definert i den fotoelektriske effekten. Metallets arbeidsfunksjon er energien som tilsvarer terskelfrekvensen. Dette kan oppnås ved å bruke formelen E=h f, der E er energien til fotonet, h er Plankekonstanten, og f er frekvensen til bølgen. Ethvert system kan bare absorbere eller avgi spesifikke mengder energi. Observasjonene viste at elektronet ville absorbere fotonet bare hvis energien til fotonet er nok til å bringe 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-spredning viser at observasjonene kun kan forklares ved hjelp av fotonteorien om lys. Den viktigste av disse observasjonene var variasjonen av bølgelengden til det spredte fotonet med spredningsvinkelen. Dette kan bare forklares ved å behandle den elektromagnetiske bølgen som en partikkel. Hovedligningen for Compton-spredningen er Δλ=λc(1-Cosθ), der Δλ er bølgelengdeforskyvningen, λc er Compton-bølgelengden, og θ er avviksvinkelen. Maksimal bølgelengdeforskyvning skjer ved 1800
Hva er forskjellen mellom fotoelektrisk effekt og Compton-effekt?
• Fotoelektrisk effekt forekommer bare i bundne elektroner, men Compton-spredningen forekommer i både bundne og frie elektroner; den er imidlertid bare observerbar i frie elektroner.
• I den fotoelektriske effekten blir det innfallende fotonet observert av elektronet, men i Compton-spredning absorberes bare en del av energien, og resten av fotonet blir spredt.
