Compton Effect vs Fotoelektriskais efekts
Compton Effect un Photoelectric Effect ir divi ļoti svarīgi efekti, kas tiek apspriesti matērijas viļņu daļiņu divējādībā. Compton Effect un fotoelektriskā efekta skaidrojumi noveda pie viļņu daļiņu matērijas veidošanās un apstiprināšanas. Šiem diviem efektiem ir būtiska loma tādās jomās kā kvantu mehānika, atomu struktūra, režģu struktūra un pat kodolfizika. Ir svarīgi, lai šajās jomās būtu pienācīga izpratne, lai gūtu panākumus šādās zinātnēs. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir fotoelektriskais efekts un Compton Effect, to definīcijas, līdzības un visbeidzot atšķirības starp Compton Effect un fotoelektrisko efektu.
Kas ir fotoelektriskais efekts?
Fotoelektriskais efekts ir elektrona izstumšanas process no metāla krītošu elektromagnētisko starojumu gadījumā. Fotoelektrisko efektu vispirms pareizi aprakstīja Alberts Einšteins. Gaismas viļņu teorija nespēja aprakstīt lielāko daļu fotoelektriskā efekta novērojumu. Notiekošajiem viļņiem ir noteikta sliekšņa frekvence. Tas norāda, ka neatkarīgi no tā, cik intensīvi elektromagnētiskie viļņi ir elektroni, netiktu izstumti, ja tam nebūtu vajadzīgās frekvences. Laika aizture starp gaismas iestāšanos un elektronu izstumšanu ir aptuveni tūkstošdaļa no vērtības, kas aprēķināta pēc viļņu teorijas. Kad rodas gaisma, kas pārsniedz sliekšņa frekvenci, izstaroto elektronu skaits ir atkarīgs no gaismas intensitātes. Izstādīto elektronu maksimālā kinētiskā enerģija ir atkarīga no krītošās gaismas biežuma. Tas noveda pie gaismas fotonu teorijas secinājuma. Tas nozīmē, ka gaisma mijiedarbojoties ar matēriju izturas kā daļiņas. Gaisma nāk kā mazas enerģijas paketes, ko sauc par fotoniem. Fotona enerģija ir atkarīga tikai no fotona frekvences. Fotoelektriskajā efektā ir definēti daži citi termini. Metāla darba funkcija ir enerģija, kas atbilst sliekšņa frekvencei. To var iegūt, izmantojot formulu E = hf, kur E ir fotona enerģija, h ir Plank konstante un f ir viļņa frekvence. Jebkura sistēma var absorbēt vai izstarot tikai noteiktu enerģijas daudzumu. Novērojumi parādīja, ka elektrons absorbētu fotonu tikai tad, ja fotona enerģija ir pietiekama, lai elektrons nonāktu stabilā stāvoklī.
Kas ir Compton Effect?
Compton Effect jeb Compton izkliede ir elektromagnētiskā viļņa izkliedes process no brīvā elektrona. Compton izkliedes aprēķins parāda, ka novērojumus var izskaidrot, tikai izmantojot gaismas fotonu teoriju. Vissvarīgākais no šiem novērojumiem bija izkliedētā fotona viļņa garuma variācija ar izkliedes leņķi. To varēja izskaidrot tikai ar elektromagnētiskā viļņa izturēšanos kā pret daļiņu. Galvenais Compton izkliedes vienādojums ir Δλ = λ c (1-Cosθ), kur Δλ ir viļņa garuma nobīde, λ c ir Compton viļņa garums un θ ir novirzes leņķis. Maksimālā viļņa garuma nobīde notiek pie 180 0.
Kāda ir atšķirība starp fotoelektrisko efektu un Compton efektu?
• Fotoelektriskais efekts rodas tikai saistītos elektronos, bet Komptona izkliede notiek gan saistītos, gan brīvajos elektronos; tomēr tas ir novērojams tikai brīvajos elektronos.
• Fotoelektriskajā efektā notiekošo fotonu novēro elektrons, bet Komptona izkliedē tiek absorbēta tikai daļa enerģijas, un pārējais fotons tiek izkliedēts.
