เอฟเฟกต์คอมป์ตัน vs เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริค
เอฟเฟกต์คอมป์ตันและเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกเป็นเอฟเฟกต์ที่สำคัญมากสองอย่างที่กล่าวถึงภายใต้ความเป็นคู่ของอนุภาคคลื่นของสสาร คำอธิบายของ Compton Effect และโฟโตอิเล็กทริกทำให้เกิดการก่อตัวและการยืนยันความเป็นคู่ของอนุภาคคลื่นของสสาร เอฟเฟกต์ทั้งสองนี้มีบทบาทสำคัญในด้านต่างๆ เช่น กลศาสตร์ควอนตัม โครงสร้างอะตอม โครงสร้างแลตทิซ และแม้แต่ฟิสิกส์นิวเคลียร์ จำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ถูกต้องในสาขาเหล่านี้เพื่อที่จะเป็นเลิศในด้านวิทยาศาสตร์ดังกล่าว ในบทความนี้ เราจะพูดถึงผลกระทบของโฟโตอิเล็กทริกและเอฟเฟกต์คอมป์ตัน คำจำกัดความ ความคล้ายคลึง และความแตกต่างระหว่างเอฟเฟกต์คอมป์ตันและเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก
โฟโตอิเล็กทริคเอฟเฟคคืออะไร
โฟโตอิเล็กทริกเอฟเฟกต์คือกระบวนการขับอิเล็กตรอนออกจากโลหะในกรณีที่เกิดรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าตกกระทบ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ อธิบายปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกได้อย่างเหมาะสมเป็นครั้งแรก ทฤษฎีคลื่นแสงไม่สามารถอธิบายการสังเกตส่วนใหญ่ของโฟโตอิเล็กทริกได้ มีความถี่เกณฑ์สำหรับคลื่นตกกระทบ สิ่งนี้บ่งชี้ว่าไม่ว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะรุนแรงเพียงใด อิเล็กตรอนจะไม่ถูกขับออกมาเว้นแต่จะมีความถี่ที่ต้องการ การหน่วงเวลาระหว่างอุบัติการณ์ของแสงกับการขับอิเล็กตรอนออกมาเป็นค่าประมาณหนึ่งในพันของค่าที่คำนวณจากทฤษฎีคลื่น เมื่อมีแสงเกินความถี่เกณฑ์ จำนวนอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจะขึ้นอยู่กับความเข้มของแสง พลังงานจลน์สูงสุดของอิเล็กตรอนที่พุ่งออกมานั้นขึ้นอยู่กับความถี่ของแสงตกกระทบ สิ่งนี้นำไปสู่ข้อสรุปของทฤษฎีโฟตอนของแสงซึ่งหมายความว่าแสงทำหน้าที่เป็นอนุภาคเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับสสาร แสงมาในรูปของพลังงานขนาดเล็กที่เรียกว่าโฟตอน พลังงานของโฟตอนขึ้นอยู่กับความถี่ของโฟตอนเท่านั้น มีคำศัพท์อื่นๆ อีกสองสามคำที่กำหนดไว้ในเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก ฟังก์ชั่นการทำงานของโลหะคือพลังงานที่สอดคล้องกับความถี่เกณฑ์ หาได้จากสูตร E=h f โดยที่ E คือพลังงานของโฟตอน h คือค่าคงที่ของ Plank และ f คือความถี่ของคลื่น ระบบใดๆ สามารถดูดซับหรือปล่อยพลังงานในปริมาณที่กำหนดเท่านั้น การสังเกตพบว่าอิเล็กตรอนจะดูดซับโฟตอนก็ต่อเมื่อพลังงานของโฟตอนเพียงพอที่จะทำให้อิเล็กตรอนมีความเสถียร
คอมป์ตันเอฟเฟคคืออะไร
Compton Effect หรือการกระเจิงของคอมป์ตันเป็นกระบวนการกระเจิงของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากอิเล็กตรอนอิสระ การคำนวณการกระเจิงของคอมป์ตันแสดงให้เห็นว่าการสังเกตสามารถอธิบายได้โดยใช้ทฤษฎีโฟตอนของแสงเท่านั้นการสังเกตที่สำคัญที่สุดคือการแปรผันของความยาวคลื่นของโฟตอนที่กระจัดกระจายกับมุมของการกระเจิง สิ่งนี้สามารถอธิบายได้เฉพาะการรักษาคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นอนุภาคเท่านั้น สมการหลักของการกระเจิงคอมป์ตันคือ Δλ=λc(1-Cosθ) โดยที่ Δλ คือการเปลี่ยนแปลงความยาวคลื่น λc คือความยาวคลื่นคอมป์ตัน และ θ คือมุมเบี่ยงเบน การเปลี่ยนแปลงความยาวคลื่นสูงสุดเกิดขึ้นที่ 1800
โฟโตอิเล็กทริคเอฟเฟกต์และเอฟเฟกต์คอมป์ตันต่างกันอย่างไร
• โฟโตอิเล็กทริกเกิดขึ้นเฉพาะในอิเล็กตรอนที่ถูกผูกไว้ แต่การกระเจิงของคอมป์ตันเกิดขึ้นทั้งในอิเล็กตรอนที่ถูกผูกไว้และอิเล็กตรอนอิสระ อย่างไรก็ตามสามารถสังเกตได้เฉพาะในอิเล็กตรอนอิสระ
• ในเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก โฟตอนตกกระทบจะถูกสังเกตโดยอิเล็กตรอน แต่ในการกระเจิงของคอมป์ตัน พลังงานบางส่วนเท่านั้นที่ถูกดูดซับ และโฟตอนที่เหลือจะกระจัดกระจาย