¿Cuál es la diferencia entre un efecto Compton y un efecto fotoeléctrico, y por qué?

Vamos a entender algunas cosas primero.
1. El efecto Compton no es un fenómeno separado del efecto fotoeléctrico. Podemos considerarlo como un ejemplo de efecto fotoeléctrico. O puede considerarlos de la manera opuesta.
2. Para que ocurran ambos efectos, necesitamos una radiación de energía (o frecuencia) mayor que cierto umbral.

Ahora veamos la diferencia entre los dos efectos. Podemos observar el efecto Compton solo cuando la frecuencia o energía del fotón es muy alta, como los rayos X o la radiación gamma . Pero podemos observar el efecto fotoeléctrico con fotones de frecuencias más bajas, como la luz visible de longitud de onda corta o la luz ultravioleta.

Nota : También hay otros enfoques para esta emisión de electrones con radiación de energía suficientemente baja.

Lo siguiente es que, en el efecto Compton, la energía transportada por el fotón no es lo suficientemente alta y parte de su energía hace que el electrón no tenga límites desde el núcleo y la energía que queda se libera nuevamente en forma de fotón. O para decir de otra manera, el fotón pierde parte de su energía para liberar el electrón de su átomo (o libre de la atracción del núcleo, sea lo que sea) y se vuelve menos energizado (es decir, la longitud de onda aumenta, la frecuencia disminuye). Esto está de acuerdo con el principio de conservación de energía . Es decir, la energía del fotón que ingresa es igual a la suma de, la energía utilizada para liberar el electrón y la energía liberada como otro fotón de energía más baja.

Del mismo modo, también podemos observar esta conservación de energía en caso de efecto fotoeléctrico. Pero la única diferencia es que la energía del fotón es completamente necesaria para liberar el electrón de su átomo. Este es el caso de los fotones de energías más bajas que los rayos X y los rayos Gamma.

Y un hecho más es, cualquiera que sea el efecto, pero la energía del fotón de entrada debe ser un valor mínimo o umbral que pueda liberar a un electrón de su caparazón (por ejemplo, capas externas) de la atracción del núcleo. Y también depende del nivel de energía de las capas donde se dice que se encuentra el electrón.

¿Y cómo se conserva la energía aquí? Parte de la energía (o la energía completa) del fotón se convierte en la energía cinética del electrón y proporciona movimiento al electrón (sin embargo, podemos explicar (hay otra forma de ver todo este proceso) de una manera completamente diferente a esto y de una manera más realista).

¡Espero que esto ayude!

En efecto fotoeléctrico, toda la energía de los fotones es absorbida por los electrones en un átomo y los electrones son expulsados ​​del átomo. Si la energía de un fotón es igual a la función de trabajo del metal, entonces los electrones simplemente son expulsados ​​del átomo sin energía cinética pero si la energía de los fotones es mayor que la función de trabajo del metal, entonces los electrones se expulsan con máx. Energía cinética.

En el efecto Compton, los fotones de rayos gamma o los fotones de rayos X se dispersan a través de los electrones en un átomo por el cambio de energía y longitud de onda. del átomo y los fotones se dispersan con la energía restante y la detectamos como un cambio en la frecuencia o la longitud de onda del rayo X o del haz de rayos gamma.