Efect Compton vs Efect fotoelectric
Efectul Compton și Efectul fotoelectric sunt două efecte foarte importante discutate sub dualitatea particulei de undă a materiei. Explicațiile efectului Compton și ale efectului fotoelectric au condus la formarea și confirmarea dualității materiei a particulelor de undă. Aceste două efecte joacă un rol vital în domenii precum mecanica cuantică, structura atomică, structura zăbrelelor și chiar fizica nucleară. Este vital să aveți o înțelegere adecvată în aceste domenii pentru a excela în astfel de științe. În acest articol, vom discuta ce sunt efectul fotoelectric și efectul Compton, definițiile lor, asemănările și în cele din urmă diferențele dintre efectul Compton și efectul fotoelectric.
Ce este efectul fotoelectric?
Efectul fotoelectric este procesul de ejectare a unui electron dintr-un metal în cazul radiațiilor electromagnetice incidente. Efectul fotoelectric a fost descris pentru prima dată în mod corespunzător de Albert Einstein. Teoria undelor luminii nu a reușit să descrie majoritatea observațiilor efectului fotoelectric. Există o frecvență prag pentru undele incidente. Acest lucru indică faptul că, indiferent cât de intense sunt undele electromagnetice, electronii nu vor fi expulzați decât dacă are frecvența necesară. Întârzierea între incidența luminii și ejectarea electronilor este de aproximativ o miime din valoarea calculată din teoria undelor. Când se produce lumină care depășește frecvența pragului, numărul de electroni emiși depinde de intensitatea luminii. Energia cinetică maximă a electronilor expulzați depinde de frecvența luminii incidente. Acest lucru a dus la concluzia teoriei fotonice a luminii. Aceasta înseamnă că lumina se comportă ca particule atunci când interacționează cu materia. Lumina vine ca pachete mici de energie numite fotoni. Energia fotonului depinde doar de frecvența fotonului. Există câțiva alți termeni definiți în efectul fotoelectric. Funcția de lucru a metalului este energia corespunzătoare frecvenței prag. Acest lucru poate fi obținut folosind formula E = hf, unde E este energia fotonului, h este constanta Plank și f este frecvența undei. Orice sistem poate absorbi sau emite numai cantități specifice de energie. Observațiile au arătat că electronul ar absorbi fotonul numai dacă energia fotonului este suficientă pentru a duce electronul la o stare stabilă.
Ce este efectul Compton?
Efectul Compton sau împrăștierea Compton este procesul de împrăștiere a unei unde electromagnetice dintr-un electron liber. Calculul împrăștierii Compton arată că observațiile pot fi explicate numai folosind teoria fotonului luminii. Cea mai importantă dintre aceste observații a fost variația lungimii de undă a fotonului împrăștiat cu unghiul de împrăștiere. Acest lucru ar putea fi explicat doar tratând unda electromagnetică ca o particulă. Ecuația principală a împrăștierii Compton este Δλ = λ c (1-Cosθ), unde Δλ este deplasarea lungimii de undă, λ c este lungimea de undă a Compton și θ este unghiul de deviere. Schimbarea maximă a lungimii de undă are loc la 180 0.
Care este diferența dintre efectul fotoelectric și efectul Compton?
• Efectul fotoelectric are loc numai în electroni legați, dar împrăștierea Compton are loc atât în electroni legați, cât și în electroni liberi; cu toate acestea, este observabil doar în electroni liberi.
• În efectul fotoelectric, fotonul incident este observat de electron, dar în împrăștierea Compton, doar o parte din energie este absorbită, iar restul fotonului este împrăștiat.
