Комптон эффектісі және фотоэлектрлік эффект
Комптон эффектісі және фотоэлектрлік эффект - бұл материяның толқындық бөлшектердің дуальділігі аясында талқыланатын өте маңызды екі әсер. Комптон эффектісі мен фотоэффекттің түсіндірмесі материяның толқындық бөлшектердің екі жақтылығын қалыптастыруға және растауға әкелді. Бұл екі әсер кванттық механика, атом құрылымы, тор құрылымы және тіпті ядролық физика сияқты салаларда маңызды рөл атқарады. Мұндай ғылымдарда озық болу үшін осы салаларда дұрыс түсінікке ие болу өте маңызды. Бұл мақалада біз фотоэлектрлік эффект пен Комптон эффектісі деген не екенін, олардың анықтамаларын, Комптон эффектісі мен фотоэффект арасындағы ұқсастықтарды және соңында айырмашылықтарды талқылаймыз.
Фотоэффект дегеніміз не?
Фотоэффект – электромагниттік сәулелердің түсуі кезінде металдан электронның шығу процесі. Фотоэффектіні алғаш рет Альберт Эйнштейн дұрыс сипаттады. Жарықтың толқындық теориясы фотоэффект бақылауларының көпшілігін сипаттай алмады. Түскен толқындар үшін шекті жиілік бар. Бұл электромагниттік толқындар қаншалықты қарқынды болса да, қажетті жиілікке ие болмаса, электрондар шығарылмайтынын көрсетеді. Жарықтың түсуі мен электрондардың лақтырылуы арасындағы уақыт кідірісі толқындық теория бойынша есептелген мәннің мыңнан бір бөлігін құрайды. Шекті жиіліктен асатын жарық пайда болған кезде, шығарылатын электрондардың саны жарықтың қарқындылығына байланысты. Шығарылатын электрондардың максимал кинетикалық энергиясы түскен жарықтың жиілігіне байланысты. Бұл жарықтың фотондық теориясының қорытындысына әкелді. Бұл материямен әрекеттесу кезінде жарықтың бөлшектер ретінде әрекет ететінін білдіреді. Жарық фотондар деп аталатын энергияның шағын пакеттері түрінде келеді. Фотонның энергиясы тек фотонның жиілігіне байланысты. Фотоэффектте анықталған бірнеше басқа терминдер бар. Металлдың жұмыс функциясы шекті жиілікке сәйкес келетін энергия болып табылады. Мұны E=h f формуласы арқылы алуға болады, мұндағы E - фотонның энергиясы, h - Планк тұрақтысы, f - толқын жиілігі. Кез келген жүйе энергияның белгілі бір мөлшерін ғана жұтып немесе шығара алады. Бақылаулар фотонның энергиясы электронды тұрақты күйге алу үшін жеткілікті болған жағдайда ғана электрон фотонды жұтатынын көрсетті.
Комптон эффектісі дегеніміз не?
Комптон эффектісі немесе Комптондық шашырау – бос электроннан электромагниттік толқынның шашырау процесі. Комптондық шашырауды есептеу бақылауларды тек жарықтың фотондық теориясы арқылы түсіндіруге болатынын көрсетеді. Бұл бақылаулардың ең маңыздысы шашыраңқы фотонның толқын ұзындығының шашырау бұрышымен өзгеруі болды. Мұны электромагниттік толқынды бөлшек ретінде қарастыру арқылы ғана түсіндіруге болады. Комптон шашырауының негізгі теңдеуі Δλ=λc(1-Cosθ), мұнда Δλ – толқын ұзындығының ығысуы, λc – Комптон толқын ұзындығы, ал θ - ауытқу бұрышы. Толқын ұзындығының максималды ығысуы 1800 кезінде орын алады.
Фотоэлектрлік эффект пен комптон эффектінің айырмашылығы неде?
• Фотоэффект тек байланысқан электрондарда болады, бірақ Комптондық шашырау байланысқан және бос электрондарда болады; бірақ ол бос электрондарда ғана байқалады.
• Фотоэффектте түскен фотонды электрон бақылайды, бірақ Комптон шашырауында энергияның бір бөлігі ғана жұтылады, ал қалған фотон шашыраңқы болады.
