Diferența dintre efectul Compton și efectul fotoelectric

Efect Compton vs efect fotoelectric
 

Efectul Compton și efectul fotoelectric sunt două efecte foarte importante discutate sub dualitatea particulelor de unde a materiei. Explicațiile lui Compton Effect și efectul fotoelectric au dus la formarea și confirmarea dualității particulelor de unde a materiei. Aceste două efecte joacă un rol vital în domenii precum mecanica cuantică, structura atomică, structura zăcământului și chiar fizica nucleară. Este vital să avem o înțelegere corectă în aceste domenii pentru a excela în astfel de științe. În acest articol, vom discuta despre efectul fotoelectric și Compton Effect, definițiile acestora, asemănările și, în final, diferențele dintre efectul Compton Effect 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 data de Albert Einstein. Teoria valurilor de lumină nu a reușit să descrie majoritatea observațiilor efectului fotoelectric. Există o frecvență de prag pentru undele incidentului. Acest lucru indică faptul că, indiferent de intensitatea undelor electromagnetice sunt electroni, nu ar fi ejectat dacă nu are frecvența necesară. Întârzierea dintre incidența luminii și ejectarea electronilor este de aproximativ o mie din valoarea calculată din teoria undelor. Atunci când se produce o lumină care depășește frecvența pragului, numărul de electroni emise depinde de intensitatea luminii. Energia cinetică maximă a electronilor ejectați depinde de frecvența luminii incidentate. Aceasta a condus la încheierea 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 de prag. Acest lucru se poate obține folosind formula E = h f, 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 lua electronul într-o stare stabilă.

Ce este Compton Effect?

Compton Effect sau dispersia Compton este procesul de împrăștiere a unui val electromagnetic de la un electron liber. Calculul lui Compton Scattering arată că observațiile pot fi explicate doar folosind teoria fotonică a 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 undele electromagnetice ca particule. Ecuația principală a împrăștierii Compton este Δλ = λ_c(1-Cosθ), unde Δλ este schimbarea lungimii de undă, λ_c este lungimea de undă Compton și θ este unghiul de deviere. Schimbarea lungimii de undă maximă are loc la 180⁰.