Կոմպտոնի էֆեկտ ընդդեմ ֆոտոէլեկտրական էֆեկտի
Կոմպտոնի էֆեկտը և ֆոտոէլեկտրական էֆեկտը երկու շատ կարևոր էֆեկտներ են, որոնք քննարկվում են նյութի ալիքային մասնիկների երկակիության ներքո: Կոմպտոնի էֆեկտի և ֆոտոէլեկտրական էֆեկտի բացատրությունները հանգեցրին նյութի ալիքային մասնիկների երկակիության ձևավորմանն ու հաստատմանը։ Այս երկու էֆեկտները կենսական դեր են խաղում այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են քվանտային մեխանիկա, ատոմային կառուցվածք, ցանցային կառուցվածք և նույնիսկ միջուկային ֆիզիկա: Նման գիտություններում առաջադիմելու համար կենսական նշանակություն ունի այս ոլորտներում պատշաճ ըմբռնում ունենալը: Այս հոդվածում մենք պատրաստվում ենք քննարկել, թե ինչ են ֆոտոէլեկտրական էֆեկտը և Compton Effect-ը, դրանց սահմանումները, նմանությունները և, վերջապես, տարբերությունները Compton Effect-ի և ֆոտոէլեկտրական էֆեկտի միջև:
Ի՞նչ է ֆոտոէլեկտրական էֆեկտը:
Ֆոտոէլեկտրական էֆեկտը մետաղից էլեկտրոնի արտանետման գործընթացն է էլեկտրամագնիսական ճառագայթման անկման դեպքում: Ֆոտոէլեկտրական էֆեկտն առաջին անգամ ճիշտ նկարագրել է Ալբերտ Էյնշտեյնը։ Լույսի ալիքային տեսությունը չկարողացավ նկարագրել ֆոտոէլեկտրական էֆեկտի դիտարկումների մեծ մասը։ Միջադեպի ալիքների համար կա շեմային հաճախականություն: Սա ցույց է տալիս, որ անկախ նրանից, թե որքան ինտենսիվ են էլեկտրամագնիսական ալիքները, էլեկտրոնները չեն արտանետվի, եթե այն չունենա պահանջվող հաճախականությունը: Լույսի անկման և էլեկտրոնների արտանետման միջև ընկած ժամանակահատվածը կազմում է ալիքի տեսությունից հաշվարկված արժեքի մոտ հազարերորդական մասը: Երբ առաջանում է շեմային հաճախականությունը գերազանցող լույս, արտանետվող էլեկտրոնների թիվը կախված է լույսի ինտենսիվությունից: Արտանետվող էլեկտրոնների առավելագույն կինետիկ էներգիան կախված է ընկնող լույսի հաճախականությունից։ Սա հանգեցրեց լույսի ֆոտոնների տեսության եզրակացությանը:Սա նշանակում է, որ լույսը նյութի հետ շփվելիս իրեն պահում է որպես մասնիկներ։ Լույսը գալիս է որպես էներգիայի փոքր փաթեթներ, որոնք կոչվում են ֆոտոններ: Ֆոտոնի էներգիան կախված է միայն ֆոտոնի հաճախականությունից։ Ֆոտոէլեկտրական էֆեկտում սահմանված են մի քանի այլ տերմիններ: Մետաղի աշխատանքային ֆունկցիան շեմային հաճախականությանը համապատասխանող էներգիան է։ Սա կարելի է ստանալ՝ օգտագործելով E=h f բանաձեւը, որտեղ E-ն ֆոտոնի էներգիան է, h-ը՝ Պլանկի հաստատունը, իսկ f-ը՝ ալիքի հաճախականությունը։ Ցանկացած համակարգ կարող է կլանել կամ արտանետել միայն որոշակի քանակությամբ էներգիա: Դիտարկումները ցույց են տվել, որ էլեկտրոնը կներծծի ֆոտոնը միայն այն դեպքում, եթե ֆոտոնի էներգիան բավականացնի էլեկտրոնը կայուն վիճակի հասցնելու համար։
Ի՞նչ է Compton Effect?
Կոմպտոնի էֆեկտը կամ Կոմպտոնի ցրումը ազատ էլեկտրոնից էլեկտրամագնիսական ալիքի ցրման գործընթացն է։ Compton Scattering-ի հաշվարկը ցույց է տալիս, որ դիտարկումները կարելի է բացատրել միայն լույսի ֆոտոնների տեսության միջոցով:Այս դիտարկումներից ամենակարևորը ցրված ֆոտոնի ալիքի երկարության փոփոխությունն էր ցրման անկյան հետ։ Սա կարելի է բացատրել միայն էլեկտրամագնիսական ալիքը որպես մասնիկ վերաբերվելով: Կոմպտոնի ցրման հիմնական հավասարումն է Δλ=λc(1-Cosθ), որտեղ Δλ ալիքի երկարության տեղաշարժն է, λc -ը Կոմպտոնի ալիքի երկարությունն է:, իսկ θ-ը շեղման անկյունն է։ Առավելագույն ալիքի երկարության տեղաշարժը տեղի է ունենում 1800
Ո՞րն է տարբերությունը Photoelectric Effect-ի և Compton Effect-ի միջև:
• Ֆոտոէլեկտրական էֆեկտը տեղի է ունենում միայն կապված էլեկտրոններում, սակայն Կոմպտոնի ցրումը տեղի է ունենում և՛ կապված, և՛ ազատ էլեկտրոններում; Այնուամենայնիվ, այն դիտելի է միայն ազատ էլեկտրոններում:
• Ֆոտոէլեկտրական էֆեկտում ընկած ֆոտոնը դիտվում է էլեկտրոնի կողմից, սակայն Կոմպտոնի ցրման ժամանակ էներգիայի միայն մի մասն է կլանում, իսկ ֆոտոնի մնացած մասը ցրվում է։
