Rozdíl mezi Comptonovým efektem a Fotoelektrickým efektem

Comptonův efekt vs fotoelektrický efekt
 

Comptonův efekt a fotoelektrický efekt jsou dva velmi důležité efekty diskutované pod dualitou vlnových částic hmoty. Vysvětlení Comptonovho efektu a fotoelektrického jevu vedlo ke vzniku a potvrzení duality vlnových částic hmoty. Tyto dva efekty hrají zásadní roli v oborech, jako je kvantová mechanika, atomová struktura, struktura mříže a dokonce i jaderná fyzika. Abychom v těchto vědách vynikali, je nezbytné mít v těchto oborech řádné porozumění. V tomto článku se budeme zabývat tím, jaký je fotoelektrický efekt a Comptonův efekt, jejich definice, podobnosti a nakonec rozdíly mezi Comptonovým efektem a fotoelektrickým efektem..

Co je fotoelektrický efekt?

Fotoelektrický efekt je proces vytlačení elektronu z kovu v případě dopadajícího elektromagnetického záření. Fotoelektrický efekt poprvé správně popsal Albert Einstein. Vlnová teorie světla nedokázala popsat většinu pozorování fotoelektrického jevu. Pro dopadající vlny existuje prahová frekvence. To ukazuje, že bez ohledu na to, jak intenzivní jsou elektromagnetické vlny elektrony, by se nevyhodilo, pokud nemá požadovanou frekvenci. Časové zpoždění mezi dopadem světla a vypuzováním elektronů je asi tisícina hodnoty vypočtené z vlnové teorie. Když je produkováno světlo překračující prahovou frekvenci, závisí počet emitovaných elektronů na intenzitě světla. Maximální kinetická energie vypuzovaných elektronů závisí na frekvenci dopadajícího světla. To vedlo k závěru fotonové teorie světla. To znamená, že se světlo při interakci s hmotou chová jako částice. Světlo přichází jako malé balíčky energie nazývané fotony. Energie fotonu závisí pouze na frekvenci fotonu. Ve fotoelektrickém efektu je definováno několik dalších pojmů. Pracovní funkcí kovu je energie odpovídající prahové frekvenci. Toho lze dosáhnout pomocí vzorce E = h f, kde E je energie fotonu, h je Plankova konstanta a f je frekvence vlny. Každý systém může absorbovat nebo emitovat pouze určité množství energie. Z pozorování vyplynulo, že elektron absorbuje foton pouze tehdy, pokud je energie fotonu dostačující k tomu, aby se elektron dostal do stabilního stavu.

Co je Comptonův efekt?

Comptonův efekt nebo Comptonův rozptyl je proces rozptylu elektromagnetické vlny od volného elektronu. Výpočet Comptonova rozptylu ukazuje, že pozorování lze vysvětlit pouze pomocí fotonové teorie světla. Nejdůležitějším z těchto pozorování byla změna vlnové délky rozptýleného fotonu s úhlem rozptylu. To lze vysvětlit pouze tak, že se elektromagnetická vlna chová jako částice. Hlavní rovnice Comptonova rozptylu je λλ = λ_C(1-Cosθ), kde A je posun vlnové délky, λ_C je Comptonova vlnová délka a 9 je úhel odchylky. K maximálnímu posunu vlnové délky dochází při 180 °⁰.