Unterschied zwischen Compton-Effekt und Photoelektrischem Effekt

Compton-Effekt vs. photoelektrischer Effekt
 

Compton-Effekt und photoelektrischer Effekt sind zwei sehr wichtige Effekte, die unter der Dualität der Wellenpartikel von Materie diskutiert werden. Die Erklärungen des Compton-Effekts und des photoelektrischen Effekts führten zur Bildung und Bestätigung der Dualität der Wellenpartikel von Materie. Diese beiden Effekte spielen eine entscheidende Rolle in Bereichen wie der Quantenmechanik, der Atomstruktur, der Gitterstruktur und sogar der Kernphysik. Auf diesen Gebieten ist es wichtig, ein gutes Verständnis zu haben, um sich in diesen Wissenschaften hervorzuheben. In diesem Artikel werden wir diskutieren, was Photoelektrischer Effekt und Compton-Effekt sind, ihre Definitionen, die Ähnlichkeiten und schließlich die Unterschiede zwischen Compton-Effekt und Photoelektrischem Effekt.

Was ist photoelektrischer Effekt??

Photoelektrischer Effekt ist der Vorgang des Auswerfens eines Elektrons aus einem Metall im Falle einfallender elektromagnetischer Strahlung. Der photoelektrische Effekt wurde zuerst von Albert Einstein richtig beschrieben. Die Wellentheorie des Lichts konnte die meisten Beobachtungen des photoelektrischen Effekts nicht beschreiben. Es gibt eine Schwellenfrequenz für die einfallenden Wellen. Dies zeigt an, dass Elektronen, egal wie intensiv die elektromagnetischen Wellen sind, nicht ausgestoßen werden, wenn sie nicht die erforderliche Frequenz haben. Die Zeitverzögerung zwischen Lichteinfall und Elektronenausstoß beträgt etwa ein Tausendstel des aus der Wellentheorie berechneten Wertes. Wenn Licht erzeugt wird, das die Schwellenfrequenz überschreitet, hängt die Anzahl der emittierten Elektronen von der Lichtintensität ab. Die maximale kinetische Energie der ausgestoßenen Elektronen hängt von der Frequenz des einfallenden Lichts ab. Dies führte zum Abschluss der Photonentheorie des Lichts. Dies bedeutet, dass sich das Licht bei der Interaktion mit Materie als Partikel verhält. Das Licht kommt als kleine Energiepakete, die als Photonen bezeichnet werden. Die Energie des Photons hängt nur von der Frequenz des Photons ab. Im photoelektrischen Effekt sind noch einige andere Begriffe definiert. Die Austrittsarbeit des Metalls ist die der Schwellenfrequenz entsprechende Energie. Dies kann mit der Formel E = h f erreicht werden, wobei E die Energie des Photons ist, h die Plankenkonstante ist und f die Frequenz der Welle ist. Jedes System kann nur bestimmte Energiemengen aufnehmen oder abgeben. Die Beobachtungen zeigten, dass das Elektron das Photon nur absorbieren würde, wenn die Energie des Photons ausreicht, um das Elektron in einen stabilen Zustand zu bringen.

Was ist der Compton-Effekt??

Compton-Effekt oder Compton-Streuung ist der Prozess der Streuung einer elektromagnetischen Welle von einem freien Elektron. Die Berechnung der Compton-Streuung zeigt, dass die Beobachtungen nur mit der Photonentheorie des Lichts erklärt werden können. Die wichtigste dieser Beobachtungen war die Variation der Wellenlänge des gestreuten Photons mit dem Streuwinkel. Dies kann nur erklärt werden, wenn die elektromagnetische Welle als Partikel behandelt wird. Die Hauptgleichung der Compton-Streuung lautet Δλ = λ_c(1 - Cosθ), wobei Δλ die Wellenlängenverschiebung ist, λ_c ist die Compton-Wellenlänge und θ ist der Abweichungswinkel. Die maximale Wellenlängenverschiebung tritt bei 180 auf⁰.