კომპტონის ეფექტი ფოტოელექტრული ეფექტის წინააღმდეგ
კომპტონის ეფექტი და ფოტოელექტრული ეფექტი არის ორი ძალიან მნიშვნელოვანი ეფექტი, რომელიც განიხილება მატერიის ტალღური ნაწილაკების ორმაგობის ქვეშ. კომპტონის ეფექტისა და ფოტოელექტრული ეფექტის ახსნამ განაპირობა მატერიის ტალღური ნაწილაკების ორმაგობის წარმოქმნა და დადასტურება. ეს ორი ეფექტი სასიცოცხლო როლს ასრულებს ისეთ სფეროებში, როგორიცაა კვანტური მექანიკა, ატომური სტრუქტურა, გისოსების სტრუქტურა და ბირთვული ფიზიკაც კი. სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია ამ სფეროების სათანადო გაგება, რათა გამოირჩეოდეთ ასეთ მეცნიერებებში. ამ სტატიაში ჩვენ განვიხილავთ რა არის ფოტოელექტრული ეფექტი და კომპტონის ეფექტი, მათი განმარტებები, მსგავსებები და საბოლოოდ განსხვავებები კომპტონის ეფექტსა და ფოტოელექტრული ეფექტს შორის.
რა არის ფოტოელექტრული ეფექტი?
ფოტოელექტრული ეფექტი არის ლითონისგან ელექტრონის გამოდევნის პროცესი ინციდენტური ელექტრომაგნიტური გამოსხივების შემთხვევაში. ფოტოელექტრული ეფექტი პირველად სწორად აღწერა ალბერტ აინშტაინმა. სინათლის ტალღური თეორია ვერ აღწერდა ფოტოელექტრული ეფექტის დაკვირვებების უმეტესობას. ინციდენტის ტალღებისთვის არის ბარიერის სიხშირე. ეს მიუთითებს იმაზე, რომ რაც არ უნდა ინტენსიური იყოს ელექტრომაგნიტური ტალღები, ელექტრონები არ გამოიდევნება, თუ მას არ ექნება საჭირო სიხშირე. დროის შეფერხება სინათლის ინციდენტსა და ელექტრონების გამოდევნას შორის არის ტალღის თეორიიდან გამოთვლილი მნიშვნელობის დაახლოებით მეათასედი. როდესაც წარმოიქმნება სინათლე, რომელიც აღემატება ზღურბლის სიხშირეს, გამოსხივებული ელექტრონების რაოდენობა დამოკიდებულია სინათლის ინტენსივობაზე. გამოდევნილი ელექტრონების მაქსიმალური კინეტიკური ენერგია დამოკიდებულია ჩავარდნილი სინათლის სიხშირეზე. ამან განაპირობა სინათლის ფოტონის თეორიის დასკვნა.ეს ნიშნავს, რომ მატერიასთან ურთიერთობისას სინათლე ნაწილაკებად იქცევა. სინათლე მოდის ენერგიის მცირე პაკეტების სახით, რომელსაც ფოტონები ეწოდება. ფოტონის ენერგია დამოკიდებულია მხოლოდ ფოტონის სიხშირეზე. არსებობს რამდენიმე სხვა ტერმინი, რომელიც განსაზღვრულია ფოტოელექტრული ეფექტში. ლითონის სამუშაო ფუნქცია არის ზღვრული სიხშირის შესაბამისი ენერგია. ეს შეიძლება მივიღოთ ფორმულის გამოყენებით E=h f, სადაც E არის ფოტონის ენერგია, h არის პლანკის მუდმივა და f არის ტალღის სიხშირე. ნებისმიერ სისტემას შეუძლია მხოლოდ გარკვეული რაოდენობის ენერგიის შთანთქმა ან გამოსხივება. დაკვირვებებმა აჩვენა, რომ ელექტრონი შთანთქავს ფოტონს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ფოტონის ენერგია საკმარისი იქნება ელექტრონის სტაბილურ მდგომარეობაში გადასაყვანად.
რა არის Compton Effect?
კომპტონის ეფექტი ან კომპტონის გაფანტვა არის თავისუფალი ელექტრონიდან ელექტრომაგნიტური ტალღის გაფანტვის პროცესი. კომპტონის გაფანტვის გამოთვლა გვიჩვენებს, რომ დაკვირვების ახსნა შესაძლებელია მხოლოდ სინათლის ფოტონის თეორიის გამოყენებით.ამ დაკვირვებებიდან ყველაზე მნიშვნელოვანი იყო გაფანტული ფოტონის ტალღის სიგრძის ცვალებადობა გაფანტვის კუთხით. ეს შეიძლება აიხსნას მხოლოდ ელექტრომაგნიტური ტალღის ნაწილაკად განხილვით. კომპტონის გაფანტვის მთავარი განტოლებაა Δλ=λc(1-Cosθ), სადაც Δλ არის ტალღის სიგრძის ცვლა, λc არის კომპტონის ტალღის სიგრძე. და θ არის გადახრის კუთხე. ტალღის სიგრძის მაქსიმალური ცვლა ხდება 1800
რა განსხვავებაა ფოტოელექტრიკულ ეფექტსა და კომპტონის ეფექტს შორის?
• ფოტოელექტრული ეფექტი ხდება მხოლოდ შეკრულ ელექტრონებში, მაგრამ კომპტონის გაფანტვა ხდება როგორც შეკრულ, ისე თავისუფალ ელექტრონებში; თუმცა, ის მხოლოდ თავისუფალ ელექტრონებში ჩანს.
• ფოტოელექტრული ეფექტის დროს შემხვედრ ფოტონს აკვირდება ელექტრონი, მაგრამ კომპტონის გაფანტვისას ენერგიის მხოლოდ ნაწილი შეიწოვება, ხოლო დანარჩენი ფოტონი იფანტება.
