Verschil tussen Compton-effect en foto-elektrisch effect

Compton Effect versus foto-elektrisch effect
 

Compton-effect en foto-elektrisch effect zijn twee zeer belangrijke effecten die worden besproken onder de golfdeeltjes dualiteit van materie. De verklaringen van Compton Effect en het foto-elektrisch effect leidden tot de vorming en bevestiging van golfdeeltjes dualiteit van materie. Deze twee effecten spelen een vitale rol op gebieden als de kwantummechanica, de atoomstructuur, de roosterstructuur en zelfs de kernfysica. Het is essentieel om op deze gebieden een goed begrip te hebben om in dergelijke wetenschappen te kunnen excelleren. In dit artikel gaan we bespreken welk foto-elektrisch effect en Compton-effect zijn, wat hun definities, de overeenkomsten zijn en tot slot de verschillen tussen Compton Effect en foto-elektrisch effect.

Wat is Photoelectric Effect?

Foto-elektrisch effect is het proces van het uitwerpen van een elektron uit een metaal in het geval van invallende elektromagnetische straling. Het foto-elektrische effect werd voor het eerst goed beschreven door Albert Einstein. De golftheorie van het licht kon de meeste waarnemingen van het foto-elektrische effect niet beschrijven. Er is een drempelfrequentie voor de invallende golven. Dit geeft aan dat ongeacht hoe intens de elektromagnetische golven zijn, elektronen niet worden uitgeworpen tenzij deze de vereiste frequentie hebben. De tijdsvertraging tussen de lichtinval en de uitstoot van elektronen is ongeveer een duizendste van de waarde die wordt berekend uit de golftheorie. Wanneer licht dat de drempelfrequentie overschrijdt wordt geproduceerd, hangt het aantal geëmitteerde elektronen af ​​van de intensiteit van het licht. De maximale kinetische energie van de uitgestoten elektronen hangt af van de frequentie van het invallende licht. Dit leidde tot de conclusie van de fotontheorie van het licht. Dit betekent dat het licht zich gedraagt ​​als deeltjes in interactie met materie. Het licht komt als kleine pakketjes energie, fotonen genaamd. De energie van het foton is alleen afhankelijk van de frequentie van het foton. Er zijn een paar andere termen gedefinieerd in het foto-elektrische effect. De werkfunctie van het metaal is de energie die overeenkomt met de drempelfrequentie. Dit kan worden verkregen met behulp van de formule E = h f, waarbij E de energie van het foton is, h de Plank-constante is en f de frequentie van de golf is. Elk systeem kan alleen specifieke hoeveelheden energie absorberen of uitstoten. De waarnemingen toonden aan dat het elektron alleen het foton zou absorberen als de energie van het foton voldoende is om het elektron in een stabiele toestand te brengen.

Wat is Compton Effect?

Compton-effect of Compton-verstrooiing is het proces van verstrooiing van een elektromagnetische golf van een vrij elektron. De berekening van Compton Scattering toont aan dat de waarnemingen alleen kunnen worden verklaard met behulp van de fotonentheorie van licht. De belangrijkste van deze waarnemingen was de variatie van de golflengte van het verstrooide foton met de verstrooiingshoek. Dit kon alleen verklaard worden door de elektromagnetische golf als een deeltje te behandelen. De belangrijkste vergelijking van de Compton-verstrooiing is Δλ = λ_c(1-Cosθ), waarbij Δλ de golflengteverschuiving is, λ_c is de Compton-golflengte en θ is de afwijkingshoek. De maximale golflengteverschuiving vindt plaats bij 180⁰.