O Het is gemaaktfoto-elektrisch is een fenomeen van kwantumoorsprong dat bestaat uit kwestie in elektronen door een materiaal dat wordt verlicht door elektromagnetische straling van specifieke frequenties. De elektronen die door deze materialen worden uitgezonden, worden foto-elektronen.
Kijkenook: Kwantum theorie
Wie heeft het foto-elektrisch effect ontdekt?
O Het is gemaaktfoto-elektrisch werd in 1886 ontdekt door de Duitse natuurkundige Heinrichhertz (1857-1894). Destijds realiseerde Hertz zich dat de inval van ultraviolet licht op metalen platen de productie van vonken hielp. De theoretische verklaring voor het foto-elektrisch effect werd echter alleen door de Duitse natuurkundige gegeven Albert Einstein, 1905.
De twijfel die toen bestond, had te maken met de energiekinetiekVanelektronen die uit het metaal werden geworpen: deze grootsheid Neeafhankelijkgeeftintensiteitgeeftinvallend licht. Einstein realiseerde zich dat de agent die verantwoordelijk was voor de uitwerping van elk elektron een enkele was
foton, een lichtdeeltje dat een deel van zijn energie overdroeg aan elektronen en het uit het materiaal wierp, zolang de frequentie maar groot genoeg was om dat te doen. Om dit te doen, gebruikte Einstein de ideeën van de Duitse natuurkundige MaxPlanck (1858-1947).Planck beweerde dat de licht uitgestraald door een zwart lichaam het was gekwantiseerd, dat wil zeggen, het had een minimale energiewaarde, zoals in kleine pakketjes. Einstein breidde het idee uit naar alle elektromagnetische golven en slaagde erin het probleem van het foto-elektrisch effect op te lossen. Einstein en Planck kreeg later de prijs Nobelprijs voor natuurkunde voor zijn ontdekkingen met betrekking tot de kwantisering van licht.
Kijkenook: Wat zijn fotonen?
Hoe werkt het foto-elektrisch effect?
O Het is gemaaktfoto-elektrisch bestaat uit het uitwerpen van elektronen uit een materiaal dat wordt blootgesteld aan een bepaalde frequentie van electromagnetische straling. De lichtpakketten, genaamd fotonen, energie overdragen aan elektronen. Als deze hoeveelheid energie groter is dan de minimale energie die nodig is om de elektronen af te scheuren, worden ze van het oppervlak van het materiaal gerukt, waardoor een kettinginfoto-elektronen.
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
De energie van elk foton Het hangt er van afinjouwfrequentie (f)daarom is er een minimale frequentie nodig om de elektronen uit het materiaal te strippen. De minimale energie die elk foton moet hebben om het foto-elektrisch effect te bevorderen wordt genoemd bezettingwerk. Met de volgende vergelijking kun je de energie van een enkel foton met frequentie f berekenen:
In de bovenstaande vergelijking, H is een fysieke constante genaamd de constante van Planck, met een waarde van 4.0.10-15 eV.s. De kinetische energie die het elektron verwerft nadat het is geraakt door een foton, wordt bepaald door het verschil tussen de energie van het foton en de werkfunctie (Φ):
De werkfunctie is een eigenschap van elk materiaal en hangt af van hoe gebonden de elektronen in het materiaal zijn. Controleer een tabel met werkfunctiewaarden, in eenheden van eV (elektron volt - elk eV gelijk aan 1,6.10-19 J), voor sommige metalen:
Materiaal |
Werkfunctiewaarde (eV) |
Natrium |
2,28 |
Kobalt |
3,90 |
Aluminium |
4,08 |
Koper |
4,70 |
Zie ook: Oefeningen op foto-elektrisch effect
Technologische toepassingen van het foto-elektrisch effect
De meest bekende technologische toepassing op basis van het foto-elektrisch effect is de fotovoltaïsche cel, die in zonnepanelen wordt gebruikt om schone en hernieuwbare elektriciteit op te wekken.
Door Rafael Hellerbrock
Afgestudeerd in natuurkunde
Wil je naar deze tekst verwijzen in een school- of academisch werk? Kijken:
HELERBROCK, Rafael. "Wat is een foto-elektrisch effect?"; Brazilië School. Beschikbaar in: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-efeito-fotoeletrico.htm. Betreden op 27 juni 2021.
