Шта је фотоелектрични ефекат

У савременом свету, фотонапонски ефекат се користи готово свуда: аларми, соларни панели, сензори итд. Научимо детаљније о таквом открићу.

Историја открића фотоелектричног ефекта

Фотоелектрични ефекат открио је крајем 19. века, наиме 1887. године научник Г. Хертз, који је током експеримента открио да пражњење искре између куглица цинка прескаче много лакше када је једна од куглица осветљена ултраљубичастом светлошћу.

Исте године А. Г. Столетов је открио да пуњење ослобођено под дејством светлости има негативан предзнак.

Ленард и Тхомсон су 1898. године открили да је наелектрисање честица, које се изводи из супстанце дејством светлосног флукса, једнако специфичном наелектрисању електрона.

Као што видите, откриће је изазвало искрено интересовање научне заједнице и готово одмах покренуло огроман број основних питања.

И све зато што у то време ниједна теорија није могла објаснити овај ефекат на било који прихватљив начин.

Наравно, класична теорија метала није забрањивала светлосном флуксу да избија електроне из метала.

Према класичном резоновању, електромагнетни таласи би могли добро „испрати“ електроне из структуре метал на исти начин као што се морски таласи дижу на површину и туку до обале разни материјала.

Једини проблем је био што се фото-ефект није могао објаснити тако лако, и ево зашто:

1. Електрони су се појавили готово тренутно након што је започет процес озрачивања метала светлосним флуксом.
2. Као што се испоставило, фотоелектрични ефекат се појавио и код најслабијег светлосног флукса, а са повећањем интензитета зрачења енергија „испраних“ електрона остала је непромењена.
3. Фото ефекат је практично беспомоћан.
4. Свака супстанца има своју доњу границу фотоелектричног ефекта. Ово је фреквенција којом се овај ефекат још увек примећује.

Ови фактори се нису уклапали у класичну визију интеракције светлости са електронима.

Решење ових проблема пронашао је познати физичар А. Ајнштајн на самом почетку 20. века. Штавише, решење које је пронашао дало је озбиљан подстицај развоју квантне механике.

Дакле, мало пре Ајнштајновог открића, други научник, Мак Планцк, показао је да зрачење црног тела може бити описати, претпостављајући да атоми могу и да емитују и апсорбују светлост у одређеним деловима енергије - кванта.

Планцк је изнео претпоставку да је такав феномен последица специфичне структуре атома, а не природе светлости.

А сада је Алберт Ајнштајн изнео теорију да се сама светлост дистрибуира у такозваним деловима, који се називају фотони.

У овом случају, фотони имају двојаку природу и могу се понашати као честица и талас.

Дакле, у интеракцији са електроном, фотон се може понашати као честица и, грубо говорећи, буквално избити електрон из његове атомске орбите.

Ако повучемо аналогију, онда асоцијација на судар две билијар лопте најбоље одговара.

И оно што је изванредно, да би се на овај начин избио електрон, биће довољан један фотон. Са повећањем интензитета светлости, повећава се број фотона (а тиме и број избачених електрона), али не и енергија одвојено разматраног електрона.

А то значи да ни енергија ни брзина фотоелектрона ни на који начин не зависе од интензитета светлосног флукса. Зависност је само од фреквенције.

Као резултат таквог резоновања, научник је извео следећу формулу:

Ова једначина описује енергију фотоелектрона.

И испоставило се да фотоелектрични ефекат није ништа друго до феномен интеракције светлосног флукса (или другог електромагнетног зрачење) материјалом у коме је електрон избачен из атома супстанце због тачног поготка кванта светлости проток.

Ако вам се свидео чланак, не заборавите да лајкате и делите материјал. Хвала на пажњи!