Comptonov efekt protiv fotoelektričnog efekta
Comptonov učinak i fotoelektrični učinak dva su vrlo važna učinka o kojima se govori u okviru dualnosti valne čestice materije. Objašnjenja Comptonovog efekta i fotoelektričnog efekta dovela su do nastanka i potvrde dualnosti valne čestice materije. Ova dva učinka igraju vitalnu ulogu u područjima kao što su kvantna mehanika, atomska struktura, struktura rešetke, pa čak i nuklearna fizika. Od vitalne je važnosti imati odgovarajuće razumijevanje ovih polja kako bi se istaknuli u takvim znanostima. U ovom ćemo članku raspravljati o tome što su fotoelektrični i Comptonov učinak, njihove definicije, sličnosti i konačno razlike između Comptonovog i fotoelektričnog učinka.
Što je fotoelektrični efekt?
Fotoelektrični efekt je proces izbacivanja elektrona iz metala u slučaju upadnog elektromagnetskog zračenja. Fotoelektrični efekt prvi je ispravno opisao Albert Einstein. Valna teorija svjetlosti nije uspjela opisati većinu opažanja fotoelektričnog efekta. Postoji granična frekvencija za upadne valove. To ukazuje da bez obzira koliko su intenzivni elektromagnetski valovi, elektroni neće biti izbačeni osim ako nemaju potrebnu frekvenciju. Vremensko kašnjenje između upada svjetlosti i izbacivanja elektrona je otprilike tisućinka vrijednosti izračunate iz valne teorije. Kada se proizvodi svjetlost koja prelazi frekvenciju praga, broj emitiranih elektrona ovisi o intenzitetu svjetlosti. Maksimalna kinetička energija izbačenih elektrona ovisi o frekvenciji upadne svjetlosti. To je dovelo do zaključka fotonske teorije svjetlosti. To znači da se svjetlost u interakciji s materijom ponaša kao čestica. Svjetlo dolazi kao mali paketi energije koji se nazivaju fotoni. Energija fotona ovisi samo o frekvenciji fotona. Postoji nekoliko drugih pojmova definiranih u fotoelektričnom učinku. Rad rada metala je energija koja odgovara frekvenciji praga. To se može dobiti pomoću formule E=h f, gdje je E energija fotona, h je Plankova konstanta, a f je frekvencija vala. Svaki sustav može apsorbirati ili emitirati samo određene količine energije. Promatranja su pokazala da bi elektron apsorbirao foton samo ako je energija fotona dovoljna da dovede elektron u stabilno stanje.
Što je Comptonov učinak?
Comptonov efekt ili Comptonovo raspršenje je proces raspršenja elektromagnetskog vala od slobodnog elektrona. Izračun Comptonovog raspršenja pokazuje da se opažanja mogu objasniti samo uporabom fotonske teorije svjetlosti. Najvažnije od tih promatranja bila je promjena valne duljine raspršenog fotona s kutom raspršenja. To se može objasniti samo tretiranjem elektromagnetskog vala kao čestice. Glavna jednadžba Comptonovog raspršenja je Δλ=λc(1-Cosθ), gdje je Δλ pomak valne duljine, λc je Comptonova valna duljina, a θ je kut odstupanja. Maksimalni pomak valne duljine događa se na 1800
Koja je razlika između fotoelektričnog efekta i Comptonovog efekta?
• Fotoelektrični učinak javlja se samo u vezanim elektronima, ali Comptonovo raspršenje se događa i u vezanim i u slobodnim elektronima; međutim, vidljiv je samo u slobodnim elektronima.
• Kod fotoelektričnog efekta elektron promatra upadni foton, ali kod Comptonovog raspršenja samo se dio energije apsorbira, a ostatak fotona se raspršuje.
