Compton Effect kontra fotoelektromos effektus
A Compton Effect és a Photoelectric Effect két nagyon fontos hatás, amelyet az anyag hullámrészecske-kettőssége alatt tárgyalunk. A Compton-effektus és a fotoelektromos hatás magyarázata az anyag hullámrészecske-kettősségének kialakulásához és megerősítéséhez vezetett. Ez a két hatás létfontosságú szerepet játszik olyan területeken, mint a kvantummechanika, az atomszerkezet, a rácsszerkezet és még a magfizika is. Létfontosságú, hogy megfelelő ismeretekkel rendelkezzünk ezeken a területeken ahhoz, hogy az ilyen tudományokban kiválóak lehessenek. Ebben a cikkben megvitatjuk, mi a fotoelektromos effektus és a Compton-effektus, definícióikat, a hasonlóságokat és végül a különbségeket a Compton-effektus és a fotoelektromos effektus között.
Mi az a fotoelektromos hatás?
A fotoelektromos hatás egy elektron kilökődésének folyamata a fémből beeső elektromágneses sugárzás esetén. A fotoelektromos hatást először Albert Einstein írta le megfelelően. A fény hullámelmélete nem tudta leírni a legtöbb megfigyelést a fotoelektromos hatásról. A beeső hullámoknak van egy küszöbfrekvenciája. Ez azt jelzi, hogy bármilyen erősek is az elektromágneses hullámok, az elektronok nem lökődnek ki, hacsak nem rendelkeznek a szükséges frekvenciával. A fény beesése és az elektronok kilökődése közötti időkésés körülbelül ezredrésze a hullámelméletből számított értéknek. Ha a küszöbfrekvenciát meghaladó fény keletkezik, a kibocsátott elektronok száma a fény intenzitásától függ. A kilökött elektronok maximális mozgási energiája a beeső fény frekvenciájától függ. Ez vezetett a fény fotonelméletének következtetéséhez. Ez azt jelenti, hogy a fény részecskeként viselkedik, amikor kölcsönhatásba lép az anyaggal. A fény kis energiacsomagokként jön, amelyeket fotonoknak neveznek. A foton energiája csak a foton frekvenciájától függ. A fotoelektromos effektusban van néhány egyéb kifejezés is. A fém munkafüggvénye a küszöbfrekvenciának megfelelő energia. Ezt az E=h f képlettel kaphatjuk meg, ahol E a foton energiája, h a Plank állandó és f a hullám frekvenciája. Bármely rendszer csak meghatározott mennyiségű energiát képes elnyelni vagy kibocsátani. A megfigyelések azt mutatták, hogy az elektron csak akkor nyeli el a fotont, ha a foton energiája elegendő ahhoz, hogy az elektront stabil állapotba hozza.
Mi az a Compton-effektus?
A Compton-effektus vagy a Compton-szórás egy szabad elektronból származó elektromágneses hullám szórásának folyamata. A Compton-szórás számítása azt mutatja, hogy a megfigyelések csak a fény fotonelméletével magyarázhatók. Ezen megfigyelések közül a legfontosabb a szórt foton hullámhosszának és a szórási szögnek a változása volt. Ez csak az elektromágneses hullám részecskeként való kezelésével magyarázható. A Compton-szórás fő egyenlete Δλ=λc(1-Cosθ), ahol Δλ a hullámhossz-eltolás, λc a Compton-hullámhossz, és θ az eltérés szöge. A maximális hullámhossz-eltolás 1800
Mi a különbség a fotoelektromos effektus és a Compton-effektus között?
• Fotoelektromos hatás csak a kötött elektronokban jelentkezik, de a Compton-szórás mind a kötött, mind a szabad elektronokban előfordul; azonban csak szabad elektronokban figyelhető meg.
• A fotoelektromos effektusnál a beeső fotont az elektron észleli, de Compton-szórásnál az energia csak egy része nyelődik el, a foton többi része pedig szétszóródik.
