რა არის ფოტოელექტრული ეფექტი?

ო იგი მზადდებაფოტოელექტრული კვანტური წარმოშობის ფენომენია, რომელიც შედგება პრობლემა წელს ელექტრონები ზოგიერთი მასალის მიერ, რომელიც ანათებს კონკრეტული სიხშირეების ელექტრომაგნიტური გამოსხივებით. ამ მასალებით გამოყოფილ ელექტრონებს ეწოდება ფოტოელექტრონები.

შეხედეასევე: კვანტური თეორია

ვინ აღმოაჩინა ფოტოელექტრული ეფექტი?

ო იგი მზადდებაფოტოელექტრული აღმოაჩინეს 1886 წელს გერმანელმა ფიზიკოსმა ჰაინრიხიჰერცი (1857-1894). იმ დროს ჰერცი მიხვდა, რომ ლითონის ფურცლებზე ულტრაიისფერი სინათლის სიხშირე ხელს უწყობდა ნაპერწკლების წარმოებას. ფოტოელექტრული ეფექტის თეორიული განმარტება, მხოლოდ გერმანელმა ფიზიკოსმა წარმოადგინა ალბერტ აინშტაინი, 1905 წელს.

ეჭვი, რომელიც იმ დროს არსებობდა, დაკავშირებული იყო ე ენერგიაკინეტიკადანელექტრონები ლითონისგან რომ გამოაგდეს: ეს სიდიადე არადამოკიდებული იყოაძლევსინტენსივობააძლევსინციდენტის შუქი. აინშტაინი მიხვდა, რომ თითოეული ელექტრონის განდევნაზე პასუხისმგებელი აგენტი იყო ერთი ფოტონი, სინათლის ნაწილაკი, რომელიც ენერგიის ნაწილს ელექტრონებს გადასცემდა, მასალისგან განდევნიდა მას, რამდენადაც მისი სიხშირე საკმარისი იყო ამისათვის. ამისათვის აინშტაინმა გამოიყენა გერმანელი ფიზიკოსის იდეები

მაქსპლანკი (1858-1947).

პლანკი ამტკიცებდა, რომ შავი სხეულით გამოსხივებული სინათლე ეს იყო კვანტიზებული, ანუ მას ჰქონდა მინიმალური ენერგეტიკული მნიშვნელობა, როგორც პატარა პაკეტებში. აინშტაინი გააფართოვა იდეა ყველა ელექტრომაგნიტურ ტალღზე და მოახერხა ფოტოელექტრული ეფექტის პრობლემის გადაჭრა. აინშტაინი და პლანკი მოგვიანებით მიიღო ჯილდო ნობელის პრემია ფიზიკაში სინათლის კვანტიზაციასთან დაკავშირებული მისი აღმოჩენებისათვის.

შეხედეასევე: რა არის ფოტონები?

როგორ მუშაობს ფოტოელექტრული ეფექტი?

ო იგი მზადდებაფოტოელექტრული შედგება ელექტრონების განდევნისგან მასალისგან, რომელსაც ექვემდებარება გარკვეული სიხშირე ელექტრომაგნიტური რადიაცია. მსუბუქი პაკეტები, ე.წ. ფოტონები, ენერგიის ელექტრონებზე გადატანა. თუ ენერგიის ეს რაოდენობა უფრო მეტია, ვიდრე მინიმალური ენერგია, რომელიც საჭიროა ელექტრონების ამოსაჭრელად, ისინი ამოღებულ იქნებიან მასალის ზედაპირიდან, ჯაჭვიწელსფოტოელექტრონები.

ნუ გაჩერდები ახლა... რეკლამის შემდეგ მეტია;)

თითოეული ფოტონის ენერგია Დამოკიდებულიაწელსშენისიხშირე (ვ), ამიტომ, მინიმალური სიხშირეა საჭირო ელექტრონების მასალისგან გასაშლელად. მინიმალური ენერგია, რომელიც თითოეულ ფოტონს უნდა ჰქონდეს, ფოტოელექტრული ეფექტის გასაზრდელად, ეწოდება ოკუპაციამუშაობა. შემდეგი განტოლება საშუალებას გაძლევთ გამოთვალოთ f სიხშირის ერთი ფოტონის ენერგია:

ზემოთ მოცემულ განტოლებაში ჰ არის ფიზიკური მუდმივა, რომელსაც პლანკის მუდმივა ეწოდება, რომლის მნიშვნელობაა 4.0.10^-15 eV.s. კინეტიკური ენერგია, რომელსაც ელექტრონი იძენს ფოტონის დარტყმის შემდეგ, განისაზღვრება სხვაობით ფოტონის ენერგიასა და სამუშაო ფუნქციას შორის (Φ):

სამუშაო ფუნქცია თითოეული მასალის მახასიათებელია და დამოკიდებულია იმაზე, თუ რამდენადაა შეკრული ელექტრონები მასალაში. შეამოწმეთ ცხრილი სამუშაო ფუნქციის მნიშვნელობებით, ერთეულებში eV (ელექტრონული ვოლტი - თითოეული eV ტოლია 1,6.10^-19 ჯ), ზოგიერთი ლითონისთვის:

მასალა	სამუშაო ფუნქციის მნიშვნელობა (eV)
ნატრიუმი	2,28
კობალტი	3,90
ალუმინის	4,08
სპილენძი	4,70

იხილეთ აგრეთვე: სავარჯიშოები ფოტოელექტრული ეფექტის შესახებ

ფოტოელექტრული ეფექტის ტექნოლოგიური პროგრამები

ყველაზე ცნობილი ტექნოლოგიური პროგრამა, რომელიც ეფუძნება ფოტოელექტრულ ეფექტს, არის ფოტოელექტრული ელემენტი, რომელიც გამოიყენება მზის პანელებში სუფთა და განახლებადი ელექტროენერგიის წარმოებისთვის.

რაფაელ ჰელერბროკის მიერ
დაამთავრა ფიზიკა

გსურთ მიუთითოთ ეს ტექსტი სასკოლო ან აკადემიურ ნაშრომში? შეხედე:

ჰელერბროკი, რაფაელ. "რა არის ფოტოელექტრული ეფექტი?"; ბრაზილიის სკოლა. Ხელმისაწვდომია: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-efeito-fotoeletrico.htm. წვდომა 2021 წლის 27 ივნისს.