מהו אפקט פוטואלקטרי?

או זה נעשהפוטואלקטרית היא תופעה של מקור קוונטי המורכבת מ נושא ב אלקטרונים על ידי חומר כלשהו המואר בקרינה אלקטרומגנטית בתדרים ספציפיים. האלקטרונים הנפלטים מחומרים אלה נקראים פוטואלקטרונים.

תראהגַם: תורת הקוונטים

מי גילה את האפקט הפוטואלקטרי?

או זה נעשהפוטואלקטרית התגלה בשנת 1886 על ידי הפיזיקאי הגרמני היינריךהרץ (1857-1894). באותה תקופה הרץ הבין כי שכיחות האור האולטרה סגול על יריעות מתכת מסייעת לייצור ניצוצות. ההסבר התיאורטי לאפקט הפוטואלקטרי, לעומת זאת, הוצג רק על ידי הפיזיקאי הגרמני אלברט איינשטיין, בשנת 1905.

הספק שהיה קיים באותה תקופה היה קשור ל אֵנֶרְגִיָהקינטיקהמאלקטרונים שנפלטו מהמתכת: הגדולה הזו לאתלוינותןעָצמָהנותןאור תקרית. איינשטיין הבין שהגורם האחראי על פליטת כל אלקטרון הוא יחיד פוטון, חלקיק אור שהעביר חלק מהאנרגיה שלו לאלקטרונים, ופולט אותו מהחומר, כל עוד התדירות שלו הייתה גדולה מספיק כדי לעשות זאת. לשם כך השתמש איינשטיין ברעיונותיו של הפיזיקאי הגרמני מקסימוםפלאנק (1858-1947).

פלאנק טען כי אור שמקרין גוף שחור זה היה כימות, כלומר היה לו ערך אנרגיה מינימלי, כמו במנות קטנות. איינשטיין

הרחיב את הרעיון לכל הגלים האלקטרומגנטיים והצליח לפתור את בעיית האפקט הפוטואלקטרי. איינשטיין ו פלאנק מאוחר יותר קיבל את הפרס פרס נובל לפיזיקה על תגליותיו הקשורות לכימות האור.

תראהגַם: מהם פוטונים?

כיצד פועל האפקט הפוטואלקטרי?

או זה נעשהפוטואלקטרית מורכב מפליטת אלקטרונים מחומר שנחשף לתדר מסוים של קרינה אלקטרומגנטית. חבילות האור, נקראות פוטונים, להעביר אנרגיה לאלקטרונים. אם כמות האנרגיה הזו גדולה מהאנרגיה המינימלית הדרושה כדי לקרוע את האלקטרונים, הם ייקרעו מעל פני החומר ויוצרים שַׁרשֶׁרֶתבפוטואלקטרונים.

אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)

האנרגיה של כל פוטון זה תלויבשֶׁלְךָתדר (ו)לכן, יש תדר מינימלי הדרוש כדי להפשיט את האלקטרונים מהחומר. נקראת האנרגיה המינימלית שיש לכל פוטון לקדם את האפקט הפוטואלקטרי כיבושעֲבוֹדָה. המשוואה הבאה מאפשרת לך לחשב את האנרגיה של פוטון יחיד בתדר f:

במשוואה לעיל, ה הוא קבוע פיזי הנקרא קבוע של פלאנק, עם ערך של 4.0.10^-15 eV.s. האנרגיה הקינטית שהאלקטרון רוכש לאחר שנפגע מפוטון נקבעת על ידי ההבדל בין אנרגיית הפוטון לתפקוד העבודה (Φ):

פונקציית העבודה היא מאפיין של כל חומר ותלוי באיזו מידה קשורים האלקטרונים בחומר. בדוק טבלה עם ערכי פונקציות עבודה, ביחידות eV (וולט אלקטרונים - כל אחד eV שווים 1,6.10^-19 י), עבור מתכות מסוימות:

חוֹמֶר	ערך פונקציית עבודה (eV)
נתרן	2,28
קובלט	3,90
אֲלוּמִינְיוּם	4,08
נְחוֹשֶׁת	4,70

ראה גם: תרגילים בנושא אפקט פוטואלקטרי

יישומים טכנולוגיים של האפקט הפוטואלקטרי

היישום הטכנולוגי המפורסם ביותר המבוסס על האפקט הפוטואלקטרי הוא התא הפוטו וולטאי, המשמש בפאנלים סולאריים לייצור חשמל נקי ומתחדש.

מאת רפאל הלרברוק
בוגר פיזיקה

האם תרצה להתייחס לטקסט זה בבית ספר או בעבודה אקדמית? תראה:

הלרברוק, רפאל. "מהו אפקט פוטואלקטרי?"; בית ספר ברזיל. אפשר להשיג ב: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-efeito-fotoeletrico.htm. גישה אליו ב -27 ביוני 2021.