Koji je fotoelektrični efekt

U modernom svijetu fotonaponski efekt koristi se gotovo svugdje: alarmi, solarni paneli, senzori itd. Doznajmo detaljnije o takvom otkriću.

Povijest otkrića fotoelektričnog efekta

Fotoelektrični efekt otkrio je krajem 19. stoljeća, naime 1887. godine znanstvenik G. Hertz, koji je tijekom eksperimenta otkrio da iscjedak iskra između cinkovih kuglica mnogo lakše preskače kad je jedna od kuglica osvijetljena ultraljubičastom svjetlošću.

Iste godine A. G. Stoletov je otkrio da naboj pušten pod djelovanjem svjetlosti ima negativan predznak.

Godine 1898. Lenard i Thomson otkrili su da je naboj čestica, koji se izvlači iz tvari djelovanjem svjetlosnog toka, jednak specifičnom naboju elektrona.

Kao što vidite, otkriće je izazvalo istinski interes u znanstvenoj zajednici i gotovo je odmah pokrenulo ogroman broj temeljnih pitanja.

I sve zato što u to vrijeme nijedna teorija nije mogla objasniti ovaj učinak na bilo koji prihvatljiv način.

Naravno, klasična teorija metala nije zabranjivala da svjetlosni tok izbija elektrone iz metala.

Prema klasičnom zaključivanju, elektromagnetski valovi mogli bi dobro "isprati" elektrone iz strukture metal na isti način kao što se morski valovi podižu na površinu i tuku razne materijali.

Jedini problem bio je što se foto-efekt nije mogao objasniti tako lako, i evo zašto:

1. Elektroni su se pojavili gotovo trenutno nakon što je započet proces ozračivanja metala svjetlosnim tokom.
2. Kako se ispostavilo, fotoelektrični efekt pojavio se i kod najslabijeg svjetlosnog toka, a s porastom intenziteta zračenja energija "ispranih" elektrona ostala je nepromijenjena.
3. Foto efekt je praktički bespokojan.
4. Svaka tvar ima svoju donju granicu fotoelektričnog efekta. To je frekvencija kojom se taj učinak još uvijek opaža.

Ti se čimbenici nisu uklapali u klasičnu viziju interakcije svjetlosti s elektronima.

Rješenje za te probleme pronašao je poznati fizičar A. Einstein na samom početku 20. stoljeća. Štoviše, rješenje koje je pronašao dalo je ozbiljan poticaj razvoju kvantne mehanike.

Dakle, malo prije Einsteinova otkrića, drugi je znanstvenik, Max Planck, pokazao da zračenje crnog tijela može biti opisati, pretpostavljajući da atomi mogu emitirati i apsorbirati svjetlost u određenim dijelovima energije - kvanta.

Planck je iznio pretpostavku da je takav fenomen posljedica specifične strukture atoma, a ne prirode svjetlosti.

A sada je Albert Einstein iznio teoriju da se sama svjetlost distribuira u takozvanim dijelovima, koji se nazivaju fotoni.

U ovom slučaju, fotoni imaju dvojaku prirodu i mogu se ponašati kao čestica i val.

Dakle, u interakciji s elektronom, foton se može ponašati poput čestice i, grubo govoreći, doslovno izbiti elektron iz njegove atomske orbite.

Ako povučemo analogiju, tada najbolje odgovara povezanost sudara dviju biljarskih kuglica.

I što je izvanredno, da bi se na ovaj način izbio elektron, bit će dovoljan jedan foton. Povećanjem intenziteta svjetlosti povećava se broj fotona (a time i broj izbijenih elektrona), ali ne i energija odvojeno razmatranog elektrona.

A to znači da ni energija ni brzina fotoelektrona ni na koji način ne ovise o intenzitetu svjetlosnog toka. Ovisnost je samo o frekvenciji.

Kao rezultat takvog razmišljanja, znanstvenik je izveo sljedeću formulu:

Ova jednadžba opisuje energiju fotoelektrona.

Ispostavilo se da fotoelektrični efekt nije ništa drugo nego fenomen interakcije svjetlosnog toka (ili drugog elektromagnetskog zračenje) s materijalom u kojem je elektron izbačen iz atoma supstance zbog točnog pogotka kvanta svjetlosti teći.

Ako vam se svidio članak, nemojte zaboraviti lajkati i dijeliti materijal. Hvala na pažnji!