Compton-effect versus foto-elektrisch effect
Compton-effect en foto-elektrisch effect zijn twee zeer belangrijke effecten die worden besproken onder de golfdeeltjesdualiteit van materie. De verklaringen van het Compton-effect en het foto-elektrische effect leidden tot de vorming en bevestiging van de dualiteit van golfdeeltjes van materie. Deze twee effecten spelen een cruciale rol op gebieden zoals kwantummechanica, atomaire structuur, roosterstructuur en zelfs kernfysica. Het is essentieel om een goed begrip te hebben op deze gebieden om uit te blinken in dergelijke wetenschappen. In dit artikel gaan we bespreken wat foto-elektrisch effect en Compton-effect zijn, hun definities, de overeenkomsten en ten slotte de verschillen tussen Compton-effect en foto-elektrisch effect.
Wat is foto-elektrisch 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-elektrisch effect werd voor het eerst goed beschreven door Albert Einstein. De golftheorie van licht kon de meeste waarnemingen van het foto-elektrisch effect niet beschrijven. Er is een drempelfrequentie voor de invallende golven. Dit geeft aan dat, hoe intens de elektromagnetische golven ook zijn, elektronen niet worden uitgestoten tenzij ze de vereiste frequentie hebben. De tijdsvertraging tussen het invallen van licht en het uitwerpen van elektronen is ongeveer een duizendste van de uit de golftheorie berekende waarde. Wanneer licht wordt geproduceerd dat de drempelfrequentie overschrijdt, hangt het aantal uitgezonden 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 fotonentheorie van het licht. Dit betekent dat het licht zich gedraagt als deeltjes bij interactie met materie. Het licht komt als kleine pakketjes energie die fotonen worden genoemd. De energie van het foton hangt alleen af van de frequentie van het foton. Er zijn een paar andere termen gedefinieerd in het foto-elektrisch 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 plankconstante is en f de frequentie van de golf is. Elk systeem kan alleen bepaalde hoeveelheden energie absorberen of uitstoten. De waarnemingen toonden aan dat het elektron het foton alleen 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 laat zien 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 worden verklaard door de elektromagnetische golf als een deeltje te behandelen. De hoofdvergelijking van de Compton-verstrooiing is Δλ=λc(1-Cosθ), waarbij Δλ de golflengteverschuiving is, λc is de Compton-golflengte, en θ is de afwijkingshoek. De maximale golflengteverschuiving vindt plaats bij 1800
Wat is het verschil tussen het foto-elektrisch effect en het Compton-effect?
• Foto-elektrisch effect treedt alleen op in gebonden elektronen, maar de Compton-verstrooiing vindt plaats in zowel gebonden als vrije elektronen; het is echter alleen waarneembaar in vrije elektronen.
• In het foto-elektrisch effect wordt het invallende foton waargenomen door het elektron, maar bij Compton-verstrooiing wordt slechts een deel van de energie geabsorbeerd en de rest van het foton wordt verstrooid.
