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 het Compton-effect en het foto-elektrische effect leidden tot de vorming en bevestiging van de dualiteit van golfdeeltjes in materie. Deze twee effecten spelen een cruciale rol op gebieden als kwantummechanica, atoomstructuur, roosterstructuur en zelfs kernfysica. Het is van vitaal belang om een goed begrip van deze velden te hebben 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 waarbij een elektron uit een metaal wordt geworpen in het geval van invallende elektromagnetische straling. Het foto-elektrische 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 ongeacht hoe intens de elektromagnetische golven zijn, elektronen niet zouden worden uitgestoten tenzij ze de vereiste frequentie hebben. De tijdsvertraging tussen de lichtinval en het uitwerpen van elektronen is ongeveer een duizendste van de waarde berekend met de golftheorie. Wanneer er licht wordt geproduceerd dat de drempelfrequentie overschrijdt, is het aantal uitgezonden elektronen afhankelijk 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 licht. Dit betekent dat het licht zich als deeltjes gedraagt 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 de formule E = hf, waarbij E de energie van het foton is, h de Plankconstante en f de frequentie van de golf. Elk systeem kan slechts bepaalde hoeveelheden energie opnemen of uitstoten. De waarnemingen lieten zien dat het elektron het foton alleen zou absorberen als de energie van het foton voldoende is om het elektron naar een stabiele toestand te brengen.
Wat is het 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 verklaard kunnen worden met de fotontheorie 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 belangrijkste vergelijking van de Compton-verstrooiing is Δλ = λ c (1-Cosθ), waarbij Δλ de golflengteverschuiving is, λ c de golflengte van Compton en θ de afwijkingshoek. De maximale golflengteverschuiving vindt plaats bij 180 0.
Wat is het verschil tussen foto-elektrisch effect en Compton-effect?
• Foto-elektrisch effect treedt alleen op in gebonden elektronen, maar de Compton-verstrooiing treedt op in zowel gebonden als vrije elektronen; het is echter alleen waarneembaar in vrije elektronen.
• Bij 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 wordt de rest van het foton verstrooid.
