Comptonov efekt vs fotoelektrický efekt
Comptonov efekt a fotoelektrický efekt sú dva veľmi dôležité efekty diskutované v rámci duality vlnových častíc hmoty. Vysvetlenia Comptonovho javu a fotoelektrického javu viedli k vytvoreniu a potvrdeniu duality vlnových častíc hmoty. Tieto dva efekty hrajú zásadnú úlohu v oblastiach, ako je kvantová mechanika, atómová štruktúra, mriežková štruktúra a dokonca aj jadrová fyzika. Aby ste v týchto vedách vynikli, je nevyhnutné správne porozumieť týmto oblastiam. V tomto článku budeme diskutovať o tom, čo sú fotoelektrický efekt a Comptonov efekt, ich definície, podobnosti a nakoniec rozdiely medzi Comptonovým efektom a fotoelektrickým efektom.
Čo je fotoelektrický efekt?
Fotoelektrický efekt je proces vyvrhnutia elektrónu z kovu v prípade dopadajúceho elektromagnetického žiarenia. Fotoelektrický efekt prvýkrát správne opísal Albert Einstein. Vlnová teória svetla nedokázala opísať väčšinu pozorovaní fotoelektrického javu. Pre dopadajúce vlny existuje prahová frekvencia. To naznačuje, že bez ohľadu na to, aké intenzívne sú elektromagnetické vlny, elektróny by neboli vyvrhnuté, pokiaľ by nemali požadovanú frekvenciu. Časové oneskorenie medzi dopadom svetla a vyvrhnutím elektrónov je asi tisícina hodnoty vypočítanej z vlnovej teórie. Keď sa vytvorí svetlo prekračujúce prahovú frekvenciu, počet emitovaných elektrónov závisí od intenzity svetla. Maximálna kinetická energia vyvrhnutých elektrónov závisí od frekvencie dopadajúceho svetla. To viedlo k záveru fotónovej teórie svetla. To znamená, že svetlo sa pri interakcii s hmotou správa ako častice. Svetlo prichádza ako malé balíčky energie nazývané fotóny. Energia fotónu závisí len od frekvencie fotónu. Existuje niekoľko ďalších pojmov definovaných vo fotoelektrickom jave. Pracovnou funkciou kovu je energia zodpovedajúca prahovej frekvencii. Dá sa to získať pomocou vzorca E=h f, kde E je energia fotónu, h je Plankova konštanta a f je frekvencia vlny. Každý systém môže absorbovať alebo vyžarovať iba určité množstvo energie. Pozorovania ukázali, že elektrón by pohltil fotón iba vtedy, ak by energia fotónu stačila na to, aby sa elektrón dostal do stabilného stavu.
Čo je Comptonov efekt?
Comptonov efekt alebo Comptonov rozptyl je proces rozptylu elektromagnetickej vlny z voľného elektrónu. Výpočet Comptonovho rozptylu ukazuje, že pozorovania možno vysvetliť iba pomocou fotónovej teórie svetla. Najdôležitejším z týchto pozorovaní bola zmena vlnovej dĺžky rozptýleného fotónu s uhlom rozptylu. To by sa dalo vysvetliť iba tak, že sa s elektromagnetickou vlnou zaobchádzalo ako s časticou. Hlavná rovnica Comptonovho rozptylu je Δλ=λc(1-Cosθ), kde Δλ je posun vlnovej dĺžky, λc je Comptonova vlnová dĺžka a θ je uhol odchýlky. Maximálny posun vlnovej dĺžky nastáva pri 1800
Aký je rozdiel medzi fotoelektrickým efektom a Comptonovým efektom?
• Fotoelektrický efekt sa vyskytuje iba vo viazaných elektrónoch, ale Comptonov rozptyl sa vyskytuje vo viazaných aj voľných elektrónoch; je však pozorovateľný iba vo voľných elektrónoch.
• Pri fotoelektrickom jave je dopadajúci fotón pozorovaný elektrónom, ale pri Comptonovom rozptyle je absorbovaná len časť energie a zvyšok fotónu je rozptýlený.
