Comptonov učinek proti fotoelektričnemu učinku
Comptonov učinek in fotoelektrični učinek sta dva zelo pomembna učinka, o katerih razpravljamo v okviru dualnosti valovnih delcev snovi. Razlage Comptonovega učinka in fotoelektričnega učinka so pripeljale do nastanka in potrditve dualnosti valovnih delcev snovi. Ta dva učinka igrata ključno vlogo na področjih, kot so kvantna mehanika, atomska struktura, mrežna struktura in celo jedrska fizika. Bistvenega pomena je pravilno razumevanje teh področij, da bi blesteli v teh znanostih. V tem članku bomo razpravljali o tem, kaj sta fotoelektrični učinek in Comptonov učinek, njuni definiciji, podobnosti in končno razlike med Comptonovim učinkom in fotoelektričnim učinkom.
Kaj je fotoelektrični učinek?
Fotoelektrični učinek je proces izbitja elektrona iz kovine ob vpadnem elektromagnetnem sevanju. Fotoelektrični učinek je prvi pravilno opisal Albert Einstein. Valovna teorija svetlobe ni uspela opisati večine opazovanj fotoelektričnega učinka. Za vpadne valove obstaja mejna frekvenca. To pomeni, da ne glede na to, kako intenzivni so elektromagnetni valovi, elektroni ne bodo izločeni, razen če imajo zahtevano frekvenco. Časovni zamik med vpadom svetlobe in izmetom elektronov je približno tisočinka vrednosti, izračunane iz valovne teorije. Ko nastane svetloba, ki presega mejno frekvenco, je število oddanih elektronov odvisno od jakosti svetlobe. Največja kinetična energija izbitih elektronov je odvisna od frekvence vpadne svetlobe. To je vodilo do zaključka fotonske teorije svetlobe. To pomeni, da se svetloba pri interakciji s snovjo obnaša kot delci. Svetloba prihaja kot majhni paketi energije, imenovani fotoni. Energija fotona je odvisna samo od frekvence fotona. V fotoelektričnem učinku je opredeljenih še nekaj drugih izrazov. Delovna funkcija kovine je energija, ki ustreza mejni frekvenci. To lahko dobimo z uporabo formule E=h f, kjer je E energija fotona, h Plankova konstanta in f frekvenca valovanja. Vsak sistem lahko absorbira ali oddaja samo določene količine energije. Opazovanja so pokazala, da bi elektron absorbiral foton le, če je energija fotona dovolj, da popelje elektron v stabilno stanje.
Kaj je Comptonov učinek?
Comptonov učinek ali Comptonovo sipanje je proces sipanja elektromagnetnega valovanja od prostega elektrona. Izračun Comptonovega sipanja kaže, da je mogoče opazovanja razložiti le z uporabo fotonske teorije svetlobe. Najpomembnejše od teh opazovanj je bilo spreminjanje valovne dolžine razpršenega fotona s kotom sipanja. To bi lahko razložili le z obravnavanjem elektromagnetnega valovanja kot delca. Glavna enačba Comptonovega sipanja je Δλ=λc(1-Cosθ), kjer je Δλ premik valovne dolžine, λc je Comptonova valovna dolžina, in θ je kot odstopanja. Največji premik valovne dolžine se pojavi pri 1800
Kakšna je razlika med fotoelektričnim učinkom in Comptonovim učinkom?
• Fotoelektrični učinek se pojavi le pri vezanih elektronih, vendar se Comptonovo sipanje pojavi tako pri vezanih kot prostih elektronih; vendar ga je mogoče opaziti samo v prostih elektronih.
• Pri fotoelektričnem učinku vpadni foton opazuje elektron, pri Comptonovem sipanju pa se absorbira le del energije, preostali del fotona pa se razprši.
