Tšusumetso ea Photoelectric, Tšusumetso ea Compton, le X-Rays
Pendahuluan
Mathoasong a lekholo la bo20 la lilemo, liteko tse 'maloa tsa bohlokoa li fetotse kutloisiso ea rona ea mofuta oa leseli le taba. Liketsahalo tse tharo tsa bohlokoa—phello ea photoelectric, phello ea Compton, le mahlaseli a X—li bapetse karolo ea bohlokoa nts'etsopele ea fisiks ea sejoale-joale. Sehlooho sena se tla tšohla ketsahalo ka 'ngoe ea tsena, kamoo li ileng tsa sibolloa kateng, le litlamorao le ts'ebeliso ea tsona saenseng le theknolojing.
Phello ea Photoelectric
Ho Sibolla le ho Utloisisa
Tšusumetso ea photoelectric e ile ea bonoa ka lekhetlo la pele ke Heinrich Hertz ka 1887 ha a fumana hore leseli la ultraviolet le ka baka litlhase tsa motlakase ho li-electrode. Leha ho le joalo, tlhaloso e lekaneng ea khopolo-taba ha ea ka ea tla ho fihlela Albert Einstein ka 1905. Einstein o ile a etsa tlhahiso ea hore leseli le na le quanta ea matla a bitsoang li-photon, tse ka ntšang li-electron ho tsoa holim'a tšepe ha li monngoa.
Ho ya ka kgopolo ya Einstein, matla a photon \(E\) a fanwa ke equation:
\[ E = h\nu \]
moo \( h \) e leng ntho e sa fetoheng ya Planck mme \( \nu \) e le kgafetsa ya lesedi. Ha difotone tse nang le matla a lekaneng di otla bokahodimo ba tshepe, di ka ntsha dielektrone haeba matla a photon a le maholo ho feta mosebetsi wa tshepe:
\[ h\nu = \phi + KE \]
moo \( KE \) e leng matla a kinetic a elektrone e ntshitsweng.
Teko le Netefatso
Robert Millikan o entse letoto la liteko pakeng tsa 1914 le 1916 ho leka khopolo-taba ea Einstein. Liphetho tsa hae li tšehelitse khopolo-taba ea Einstein ka ho feletseng, li bontša hore matla a photon a amana ka ho toba le maqhubu a khanya 'me a sa itšetlehe ka matla a khanya.
Litlamorao le Litšebeliso
Tšusumetso ea photoelectric e fana ka bopaki bo tobileng ba tlhaho ea quantum ea leseli le bobeli ba lona ba maqhubu le likaroloana. Ketsahalo ena ke ea bohlokoa bakeng sa nts'etsopele ea mahlale a kang photovoltaics le lik'hamera tsa CCD. Theknolojing ea photovoltaic, li-photon tse tsoang khanyeng ea letsatsi li sebelisoa ho ntša lielektrone ka har'a thepa ea semiconductor, ho hlahisa motlakase o ka sebelisoang e le mohloli oa matla.
Phello ea Compton
Ho Sibolla le ho Utloisisa
Phello ea Compton e ile ea sibolloa ke Arthur H. Compton ka 1923. Compton o ile a hlokomela hore ha mahlaseli a X a thulana le lielektrone tse lokolohileng, bolelele ba maqhubu a mahlaseli a X a hasaneng bo ba bolelele ho feta bolelele ba maqhubu a pele. Phetoho ena e itšetlehile ka sekhutlo sa ho hasana 'me e ke ke ea hlalosoa ke khopolo-taba ea maqhubu a khale a leseli.
Compton o sisintse hore ho thulana pakeng tsa photon ea X-ray le elektrone ho lokela ho tšoaroa e le ho thulana ho tenyetsehang pakeng tsa likaroloana tse peli. Matla le momentum lia bolokoa ts'ebetsong ena. Tekanyo ea phetoho ea bolelele ba leqhubu (e tsejoang e le phetoho ea Compton) e fanoa ke:
\[ \Delta \lambda = \lambda' – \lambda = \frac{h}{m_ec} (1 – \cos \theta) \]
Moo:
– \( \lambda \) ke bolelele ba leqhubu la pele la mahlaseli a X.
– \( \lambda' \) ke bolelele ba maqhubu a X-ray tse hasaneng.
– \( h \) ke phetolelo e sa fetoheng ya Planck.
– \( m_e \) ke boima ba elektrone.
– \( c \) ke lebelo la khanya.
– \( \theta \) ke sekhutlo se hasaneng.
Teko le Netefatso
Compton o entse liteko ka ho bonesa sepheo sa graphite ka mahlaseli a X le ho lekanya maqhubu a maqhubu a mahlaseli a X a hasaneng. Liphetho li ne li lumellana le likhakanyo tsa hae tsa khopolo-taba, li fana ka bopaki bo matla ba mohlala oa li-photon e le likaroloana tse nang le matla le motsamao.
Litlamorao le Litšebeliso
Phello ea Compton e tiisa tlhaho ea likaroloana tsa li-photon 'me e matlafatsa khopolo-taba ea quantum ea mahlaseli a motlakase. Ketsahalo ena e na le lits'ebetso tsa bohlokoa bongaka le bolepi ba linaleli. Litšoantšong tsa bongaka, phello ea Compton e sebelisoa ho computed tomography (CT) ho hlahisa litšoantšo tse hlakileng tsa 'mele oa ka hare. Bolepi ba linaleli, phello ea Compton e thusa ho utloisisa mahlaseli a bokahohle le sebopeho sa linaleli.
X-ray
Ho Sibolla le ho Utloisisa
Mahlasedi a X a ile a sibolloa ke Wilhelm Conrad Röntgen ka 1895. Röntgen o ile a fumana hore mahlaseli a sa bonahaleng a ka phunyeletsa linthong tse tiileng mme a hlahisa meriti lipoleiting tsa lifoto. O ile a bitsa mahlaseli ana “mahlasedi a X” ka lebaka la tlhaho ea ’ona e sa tsejoeng.
Mahlasedi a X ke mofuta oa mahlaseli a motlakase a nang le maqhubu a makhutšoane haholo (li-nanometer tse 0,01 ho isa ho tse 10) le matla a phahameng haholo. A hlahisoa ha lielektrone tse nang le matla a mangata li thulana le sepheo sa tšepe, ka tšohanyetso li fokotsa lebelo la tsona 'me li lokolla matla ka mokhoa oa li-photon tsa X-ray.
Litšobotsi le Mefuta
Ho na le mefuta e 'meli e meholo ea mahlaseli a X a hlahisoang:
– Mahlasedi a X a ikhethang: A hlahiswa ha dielektrone di tlatsa dielektrone tse sieo ho tswa dikgetla tse ka hare tsa diathomo tse shebilweng, di hlahisa difotone tse nang le maqhubu a itseng.
– Bremsstrahlung X-rays: E hlahisoa ha dielektrone di diehiswa ke tshimo ya motlakase ya nucleus ya athomo, e leng se hlahisang leqhubu le tswelang pele la maqhubu a X-ray.
Litlamorao le Litšebeliso
Ho sibolloa ha mahlaseli a X ho bile le tšusumetso e kholo mafapheng a fapaneng, haholo-holo bongaka le saense ea thepa. Bongaka, mahlaseli a X a sebelisoa bakeng sa tlhahlobo le kalafo. X-ray e lumella ho nka litšoantšo tsa likarolo tsa ka hare tsa 'mele, e thusa lingaka ho fumana maqeba a robehileng, lihlahala le maemo a mang a fapaneng a bongaka. Kalafo ea mahlaseli e sebelisa mahlaseli a X a matla a mangata ho senya lisele tsa kankere.
Saenseng ea thepa, mahlaseli a X a sebelisoa ho X-ray crystallography ho fumana sebopeho sa athomo le limolek'hule tsa likristale. Mokhoa ona ke sesebelisoa sa bohlokoa k'hemistri, baeloji le saense ea thepa, e nolofalletsang ho sibolloa ha sebopeho sa DNA ke Rosalind Franklin, James Watson le Francis Crick.
Qetello
Tšusumetso ea photoelectric, phello ea Compton, le mahlaseli a X ke liketsahalo tse tebileng tse atolositseng kutloisiso ea rona ea tlhaho ea leseli le matter. Tšusumetso ea photoelectric e bontšitse tlhaho ea quantum ea leseli, phello ea Compton e tiisitse lebelo la li-photon, 'me mahlaseli a X a butse mafatše a macha litšoantšong le tlhahlobong ea sebopeho.
Ho sibolloa le ho utlwisiswa ha diketsahalo tsena ho lebisitse ho ditheknoloji tse se nang palo tse fetotseng mafapha a fapaneng a saense le boenjiniere. Ho tloha ditshebedisong tsa bongaka ho isa dipatlisisong tsa saense, phello ya motlakase wa difoto, phello ya Compton, le di-X-ray di ntse di bapala karolo ya bohlokwa tswelopeleng ya theknoloji le tsebo ya batho.
