Komptono efektas prieš fotoelektrinį efektą
Komptono efektas ir fotoelektrinis efektas yra du labai svarbūs efektai, aptariami materijos banginių dalelių dvilypumo kontekste. Komptono efekto ir fotoelektrinio efekto paaiškinimai paskatino susiformuoti ir patvirtinti materijos bangų dalelių dvilypumą. Šie du efektai atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį tokiose srityse kaip kvantinė mechanika, atominė struktūra, gardelės struktūra ir net branduolinė fizika. Labai svarbu tinkamai išmanyti šias sritis, kad būtų galima tobulėti tokiuose moksluose. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra fotoelektrinis efektas ir Komptono efektas, jų apibrėžimus, panašumus ir galiausiai skirtumus tarp Compton efekto ir fotoelektrinio efekto.
Kas yra fotoelektrinis efektas?
Fotoelektrinis efektas yra elektrono išstūmimo iš metalo procesas, kai krinta elektromagnetinė spinduliuotė. Pirmą kartą fotoelektrinį efektą tinkamai apibūdino Albertas Einšteinas. Šviesos bangų teorija nesugebėjo aprašyti daugumos fotoelektrinio efekto stebėjimų. Yra krintančių bangų slenkstinis dažnis. Tai rodo, kad nesvarbu, kokios intensyvios elektromagnetinės bangos būtų, elektronai nebus išstumti, nebent jie turi reikiamą dažnį. Laiko delsa tarp šviesos patekimo ir elektronų išstūmimo yra maždaug tūkstantoji vertės, apskaičiuotos pagal bangų teoriją. Kai susidaro šviesa, viršijanti slenkstinį dažnį, skleidžiamų elektronų skaičius priklauso nuo šviesos intensyvumo. Didžiausia išmestų elektronų kinetinė energija priklauso nuo krintančios šviesos dažnio. Tai leido padaryti išvadą apie šviesos fotonų teoriją. Tai reiškia, kad sąveikaudama su medžiaga šviesa elgiasi kaip dalelės. Šviesa ateina kaip maži energijos paketai, vadinami fotonais. Fotono energija priklauso tik nuo fotono dažnio. Yra keletas kitų fotoelektrinio efekto terminų. Metalo darbo funkcija yra energija, atitinkanti slenkstinį dažnį. Tai galima gauti naudojant formulę E=h f, kur E yra fotono energija, h yra Planko konstanta, o f yra bangos dažnis. Bet kuri sistema gali sugerti arba išskirti tik tam tikrus energijos kiekius. Stebėjimai parodė, kad elektronas sugers fotoną tik tuo atveju, jei fotono energijos pakanka, kad elektronas būtų stabilus.
Kas yra Compton Effect?
Komptono efektas arba Komptono sklaida – tai elektromagnetinės bangos iš laisvojo elektrono sklaidos procesas. Komptono sklaidos skaičiavimas rodo, kad stebėjimus galima paaiškinti tik naudojant šviesos fotonų teoriją. Svarbiausias iš šių stebėjimų buvo išsklaidyto fotono bangos ilgio kitimas su sklaidos kampu. Tai galima paaiškinti tik traktuojant elektromagnetinę bangą kaip dalelę. Pagrindinė Komptono sklaidos lygtis yra Δλ=λc(1-Cosθ), kur Δλ yra bangos ilgio poslinkis, λc yra Komptono bangos ilgis, o θ yra nuokrypio kampas. Didžiausias bangos ilgio poslinkis įvyksta ties 1800
Kuo skiriasi fotoelektrinis efektas ir Komptono efektas?
• Fotoelektrinis efektas pasireiškia tik surištuose elektronuose, tačiau Komptono sklaida vyksta ir surištuose, ir laisvuosiuose elektronuose; tačiau tai pastebima tik laisvuosiuose elektronuose.
• Esant fotoelektriniam efektui, krentantį fotoną stebi elektronas, tačiau Komptono sklaidoje sugeriama tik dalis energijos, o likusi fotono dalis yra išsklaidyta.
