Fotoelektrik etki nedir

Modern dünyada fotovoltaik etki hemen hemen her yerde kullanılmaktadır: alarmlar, güneş panelleri, sensörler vb. Böyle bir keşfi daha ayrıntılı olarak öğrenelim.

Fotoelektrik etkinin keşfinin tarihi

Fotoelektrik etki, 19. yüzyılın sonunda, yani 1887'de bilim adamı G. Bir deney sırasında çinko toplar arasında bir kıvılcım boşalmasının, toplardan birinin ultraviyole ışıkla aydınlatılmasıyla çok daha kolay atladığını keşfeden Hertz.

Aynı yıl A. G. Stoletov, ışığın etkisi altında salınan yükün negatif bir işarete sahip olduğunu öğrendi.

1898'de Lenard ve Thomson, bir maddeden bir ışık akısının etkisiyle alınan parçacık yükünün bir elektronun özgül yüküne eşit olduğunu buldu.

Gördüğünüz gibi, keşif bilim camiasında gerçek bir ilgi uyandırdı ve neredeyse anında çok sayıda temel soruyu gündeme getirdi.

Ve hepsi o zaman hiçbir teori bu etkiyi kabul edilebilir bir şekilde açıklayamadığı için.

Elbette, klasik metal teorisi, ışık akısının elektronları metalin dışına atmasını yasaklamadı.

Klasik mantığa göre, elektromanyetik dalgalar elektronları yapıdan kolaylıkla "temizleyebilir" deniz dalgalarının yüzeye çıkması ve çeşitli malzemeler.

Tek sorun, fotoğraf efektinin bu kadar kolay açıklanamamasıydı ve işte nedeni:

1. Elektronlar, metalin hafif bir akı ile ışınlanması işlemi başladıktan hemen sonra ortaya çıktı.
2. Anlaşıldığı üzere, fotoelektrik etki en zayıf ışık akısında bile ortaya çıktı ve ışınlama yoğunluğundaki bir artışla "yıkanmış" elektronların enerjisi değişmeden kaldı.
3. Fotoğraf efekti pratik olarak eylemsizdir.
4. Her maddenin kendi fotoelektrik etki alt sınırı vardır. Bu, bu etkinin hala gözlemlendiği sıklıktır.

Bu faktörler, ışığın elektronlarla etkileşiminin klasik görüşüne uymuyordu.

Bu sorunların çözümü ünlü fizikçi A. 20. yüzyılın başında Einstein. Dahası, bulduğu çözüm, kuantum mekaniğinin gelişimine ciddi bir ivme kazandırdı.

Böylece, Einstein'ın keşfinden kısa bir süre önce, başka bir bilim adamı, Max Planck, siyah cisim radyasyonunun olabileceğini gösterdi. Atomların belirli enerji bölümlerinde ışığı hem yayabileceğini hem de emebileceğini varsayarak tanımlayın - quanta.

Planck, böyle bir olgunun ışığın doğasından değil atomun özel yapısından kaynaklandığı varsayımını ileri sürdü.

Ve şimdi Albert Einstein, ışığın kendisinin foton adı verilen sözde bölümler halinde dağıldığı teorisini ortaya koydu.

Bu durumda fotonlar ikili bir yapıya sahiptir ve bir parçacık ve bir dalga gibi davranabilirler.

Dolayısıyla, bir elektron ile etkileşime girdiğinde, bir foton bir parçacık gibi davranabilir ve kabaca konuşursak, bir elektronu atomik yörüngesinden çıkarabilir.

Bir benzetme yaparsak, iki bilardo topunun çarpışmasıyla olan ilişki en uygunudur.

Ve dikkat çekici olan, bir elektronu bu şekilde yok etmek için bir foton yeterli olacaktır. Işık yoğunluğundaki bir artışla birlikte, fotonların sayısı (ve dolayısıyla devreden çıkan elektronların sayısı) artar, ancak ayrı olarak ele alınan bir elektronun enerjisi artmaz.

Ve bu, fotoelektronun enerjisinin veya hızının hiçbir şekilde ışık akısının yoğunluğuna bağlı olmadığı anlamına gelir. Bağımlılık yalnızca frekansa bağlıdır.

Böyle bir akıl yürütmenin bir sonucu olarak, bilim adamı aşağıdaki formülü elde etti:

Bu denklem fotoelektronların enerjisini tanımlar.

Ve fotoelektrik etkinin, bir ışık akısının (veya başka bir elektromanyetik maddenin) etkileşim olgusundan başka bir şey olmadığı ortaya çıktı. Radyasyon) bir elektronun, bir kuantum ışığın tam olarak çarpması nedeniyle bir maddenin bir atomundan dışarı atıldığı bir malzeme ile akış.

Makaleyi beğendiyseniz, materyali beğenmeyi ve paylaşmayı unutmayın. İlginiz için teşekkür ederim!