Fotoelektri?ni efekt

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Emisija elektrona sa metalne plo?e uzrokovana svjetlosnim kvantima - fotonima.

Fotoelektri?ni efekat je prvobitno otkriven od Heinrich Rudolf Hertza . Hertz je istra?ivao elektri?no pra?njenje između dvije elektrode . Pri eksperimentu je otkrio da intenzitet elektrona , struja, raste ako se elektrode osvjetle ultravioletnim svjetlom. Poslije njegovog otkri?a urađeni su novi eksperimenti. Sistem sa anodom i katodom se postavi u vakumsku cijev. Oslobođeni elektroni se privla?e od anode. Struja kroz cijev (foto struja) zavisi od napona između anode i katode.

Ultravioletno svjetlo ima vi?u energiju od vidljivog svjetla i mo?e ?ak rastvoriti neke materijale, naro?ito plasti?ne materijale zbog ?ega se oni moraju posebno formirati za vanjske potrebe. U poku?ajima gdje se metal osvjetli visoko energetskim svjetlom, sa kratkom talasnom du?inom/visokom frekvencijom , otkrilo se da metal oslobađa elektrone koji le?e u povr?inskom sloju metala. Za elektrone koji le?e dublje tra?i se ve?a energija jer su ja?e vezani. Einstein je to formulisao 1905 . zbog ?ega mu je 1922 . g. dodijeljena Nobelova nagrada .

Da bi elektron napustio povr?inu metala potrebna mu je minimalna energija za napu?tanje , W. Energija jednoga fotona je , gdje je Planckova konstanta a je frekvencija fotona. Da bi elektron napustio povr?inu metala potrebna mu je zna?i energija ve?a od minimalne energije W, . Maksimalna kineti?ka energija koju foton dobije nakon ?to napusti povr?inu metala je:

Ako u eksperimentu variramo talasnu du?inu fotona, intenzitet svjetla ili materijal katode mo?e se zaklju?iti sljede?e:

  • Struja kroz cijev raste sa naponom i kroz vrijeme postaje konstantna.
  • Ako se doda dovoljno negativan napon, , struja kroz cijev prestaje. Napon je nezavisan od intenziteta svjetla ali raste sa frekvencijom svjetla. Konstanta je ista za sve materijale ali je frekvencija razli?ita za razli?ite materijale
  • Ako je frekvencija svjetla manja od ne dolazi do nastanka fotoelektri?nog efekta.

Veza između maksimalne kineti?ke energije, i napona je:

je elektronov naboj:

Ako izjedna?imo jedna?inu i dobijamo Einstienov zakon fotoelektri?nog efekta :

Fotoelektri?ni efekat dokazuje da se energija fotona, kvant , mo?e prenijeti na elektrone.

Također pogledajte [ uredi | uredi izvor ]