Compton Effect vs. valosähköinen vaikutus
Compton Effect ja Photoelectric Effect ovat kaksi erittäin tärkeää vaikutusta, joista keskustellaan aineen aaltopartikkelien kaksinaisuudessa. Compton Effectin ja valosähköisen vaikutuksen selitykset johtivat aineen aaltopartikkelien muodostumiseen ja vahvistamiseen. Näillä kahdella vaikutuksella on tärkeä rooli esimerkiksi kvanttimekaniikassa, atomirakenteessa, ristikkorakenteessa ja jopa ydinfysiikassa. Näiden alojen ymmärtäminen on elintärkeää, jotta pystymme menestymään tällaisissa tieteissä. Tässä artikkelissa aiomme keskustella mitä valosähköinen vaikutus ja Compton Effect ovat, niiden määritelmät, yhtäläisyydet ja lopuksi erot Compton Effectin ja valosähköisen vaikutuksen välillä.
Mikä on valosähköinen vaikutus?
Valosähköinen vaikutus on prosessi, jolla elektroni työnnetään metallista tapahtuvan sähkömagneettisen säteilyn sattuessa. Albert Einstein kuvasi ensin valosähköisen vaikutuksen oikein. Valon aaltoteoria ei kuvannut suurinta osaa valosähköisen vaikutuksen havainnoista. Tuleville aalloille on kynnystaajuus. Tämä osoittaa, että riippumatta siitä, kuinka voimakkaita sähkömagneettiset aallot ovat elektronit, ei poistettaisi, ellei sillä ole vaadittua taajuutta. Aikaviive valon esiintymisen ja elektronien poistamisen välillä on noin tuhannesosa aaltoteorian perusteella lasketusta arvosta. Kun kynnystaajuuden ylittävä valo tuotetaan, emittoituvien elektronien määrä riippuu valon voimakkuudesta. Työnnettyjen elektronien suurin kineettinen energia riippuu tulevan valon taajuudesta. Tämä johti valon fotoniteorian johtopäätökseen. Tämä tarkoittaa, että valo käyttäytyy hiukkasina vuorovaikutuksessa aineen kanssa. Valo tulee pieninä energiapaketteina, joita kutsutaan fotoneiksi. Fotonin energia riippuu vain fotonin taajuudesta. Valosähköisessä vaikutuksessa on muutamia muita termejä. Metallin työtehtävä on kynnystaajuutta vastaava energia. Tämä voidaan saada käyttämällä kaavaa E = hf, jossa E on fotonin energia, h on Plank-vakio ja f on aallon taajuus. Mikä tahansa järjestelmä voi absorboida tai lähettää vain tiettyjä määriä energiaa. Havainnot osoittivat, että elektroni absorboi fotonin vain, jos fotonin energia riittää elektronin viemiseen vakaan tilaan.
Mikä on Compton Effect?
Compton Effect tai Compton-sironta on sähkömagneettisen aallon sirontaprosessi vapaasta elektronista. Compton-sironnan laskeminen osoittaa, että havainnot voidaan selittää vain käyttämällä valon fotoniteoriaa. Tärkein näistä havainnoista oli sironneen fotonin aallonpituuden vaihtelu sirontakulman kanssa. Tämä voidaan selittää vain sähkömagneettisen aallon käsittely hiukkasena. Comptonin sironnan pääyhtälö on Δλ = λ c (1-Cosθ), jossa Δλ on aallonpituuden muutos, λ c on Comptonin aallonpituus ja θ on poikkeamakulma. Suurin aallonpituuden muutos tapahtuu 180 0.
Mitä eroa on Photoelectric Effectin ja Compton Effectin välillä?
• Valosähköinen vaikutus esiintyy vain sitoutuneissa elektronissa, mutta Comptonin sironta tapahtuu sekä sitoutuneissa että vapaissa elektroneissa; se on kuitenkin havaittavissa vain vapaissa elektroneissa.
• Valosähköisessä vaikutuksessa elektroni havaitsee tulevan fotonin, mutta Compton-sironnassa vain osa energiasta absorboituu ja loput fotonista sirotaan.
