Differenza tra effetto Compton ed effetto fotoelettrico

Effetto Compton vs Effetto fotoelettrico
 

Effetto Compton ed effetto fotoelettrico sono due effetti molto importanti discussi sotto la dualità delle particelle d'onda della materia. Le spiegazioni di Compton Effect e l'effetto fotoelettrico hanno portato alla formazione e alla conferma della dualità delle particelle d'onda della materia. Questi due effetti svolgono un ruolo vitale in campi come la meccanica quantistica, la struttura atomica, la struttura reticolare e persino la fisica nucleare. È fondamentale avere una comprensione adeguata in questi campi per eccellere in tali scienze. In questo articolo, discuteremo dell'effetto fotoelettrico e dell'effetto Compton, le loro definizioni, le somiglianze e infine le differenze tra Effetto Compton ed effetto fotoelettrico.

Cos'è l'effetto fotoelettrico?

L'effetto fotoelettrico è il processo di espulsione di un elettrone da un metallo nel caso di radiazioni elettromagnetiche incidenti. L'effetto fotoelettrico è stato descritto per la prima volta correttamente da Albert Einstein. La teoria ondulatoria della luce non è riuscita a descrivere la maggior parte delle osservazioni dell'effetto fotoelettrico. C'è una frequenza di soglia per le onde incidenti. Ciò indica che non importa quanto le onde elettromagnetiche siano intense, gli elettroni non verranno espulsi a meno che non abbia la frequenza richiesta. Il ritardo temporale tra l'incidenza della luce e l'espulsione di elettroni è circa un millesimo del valore calcolato dalla teoria delle onde. Quando viene prodotta una luce che supera la frequenza di soglia, il numero di elettroni emessi dipende dall'intensità della luce. L'energia cinetica massima degli elettroni espulsi dipende dalla frequenza della luce incidente. Ciò ha portato alla conclusione della teoria fotonica della luce. Ciò significa che la luce si comporta come particelle quando interagiscono con la materia. La luce arriva come piccoli pacchetti di energia chiamati fotoni. L'energia del fotone dipende solo dalla frequenza del fotone. Ci sono alcuni altri termini definiti nell'effetto fotoelettrico. La funzione di lavoro del metallo è l'energia corrispondente alla frequenza di soglia. Questo può essere ottenuto usando la formula E = h f, dove E è l'energia del fotone, h è la costante di Plank, e f è la frequenza dell'onda. Qualsiasi sistema può assorbire o emettere solo specifiche quantità di energia. Le osservazioni hanno mostrato che l'elettrone assorbirebbe il fotone solo se l'energia del fotone fosse sufficiente per portare l'elettrone in uno stato stabile.

Cos'è l'effetto Compton?

Compton Effect o Compton scattering è il processo di dispersione di un'onda elettromagnetica da un elettrone libero. Il calcolo di Compton Scattering mostra che le osservazioni possono essere spiegate solo utilizzando la teoria fotonica della luce. La più importante di queste osservazioni era la variazione della lunghezza d'onda del fotone sparso con l'angolo di diffusione. Questo potrebbe essere spiegato solo considerando l'onda elettromagnetica come una particella. L'equazione principale dello scattering Compton è Δλ = λ_c(1-Cosθ), dove Δλ è lo spostamento della lunghezza d'onda, λ_c è la lunghezza d'onda Compton, e θ è l'angolo di deviazione. Lo spostamento massimo della lunghezza d'onda si verifica a 180⁰.