Efek Fotolistrik: Penjelasan, Sejarah, dan lainnya

Pernahkah Anda mendengar tentang efek fotoelektrik? Di sini kami menawarkan semua informasi yang berkaitan dengan topik mencolok yang muncul dari fisika kuantum. Pelajari tentang sejarah, penjelasan, dan konsepnya, serta beberapa eksponen yang telah memberikan kontribusi pada cabang fisika ini.

Apa itu efek fotolistrik?

Efek fotolistrik terletak pada ekspresi dan manifestasi elektron, yang dilakukan melalui konduktor yang dapat menjadi objek yang mencapai induksi radiasi elektromagnetik. Radiasi ini diterjemahkan ke dalam cahaya yang terlihat. Di antara beberapa titik terang kita dapat menemukan yang berikut:

Fotokonduktivitas

Ini memainkan peran mendasar berkat efek yang ditimbulkannya dengan meningkatkan tingkat konduktivitas yang diterjemahkan menjadi listrik yang diberikan cahaya. Eksperimen ini terungkap pada pertengahan abad kesembilan belas.

Efek fotovoltaik

Ini terutama terkait dengan fakta bahwa itu memicu efek yang mengubah energi cahaya menjadi kontras dengan listrik. Fakta yang dipicu pada tahun seribu delapan ratus delapan puluh empat.

Penemuan

Penemuan efek fotolistrik dilakukan berkat penelitian yang dilakukan oleh Heinrich Hertz pada tahun seribu delapan ratus delapan puluh tujuh. Pengamatannya ditemukan di bawah pendekatan yang melibatkan kurva yang memantul di antara 2 elektroda, dan yang saling berhubungan di bawah tegangan tinggi, yang cenderung mencapai jarak yang lebih jauh ketika diterangi oleh sinar UV, yang sama sekali berbeda dari saat gelap.

Bukti pertama dari titik teoretis ini diuraikan melalui definisi atau deskripsi yang diajukan oleh Albert Einstein tentang efek fotolistrik, mencapai kesimpulan bahwa partikel yang sesuai dengan cahaya disebut foton. Dasar penciptaan teori berbasis cahaya ini digunakan oleh Einstein berkat studi-studi terkemuka dari Planck. Yang melakukan beberapa upaya untuk menunjukkan keberadaan berapa banyak.

La Biografi Max Planck menunjukkan kepada kita serbuan ilmuwan ini di dunia fisika, selain membuktikan pengakuan tertentu yang diberikan berkat studi yang dilakukan pada kuanta aksi. Mempertimbangkan bahwa teori ini membuka pintu ke jalur fisika kuantum dengan cara yang cepat dan lancar.

El efek fotoelektrik Hal ini berbeda dengan sinar-X. Dengan mempertimbangkan bahwa foton mencapai transfer elektron dalam proses radiasi elektromagnetik, sedangkan dalam kasus sinar-X tidak sampai beberapa penelitian bahwa komposisi di mana sinar-X dihasilkan Bahwa pada tahun 1985 efek dan penggunaan radiasi yang disebut sinar, oleh ilmuwan Wilhelm Rotge, ditemukan.

foton

Los foton mereka diwakili oleh energi yang dibatasi oleh jenis frekuensi cahaya dalam bentuk gelombang. Jika kita menemukan diri kita dengan kasus sebuah atom, yang menemukan dirinya menyerap sejumlah energi yang muncul dari foton tertentu, ia memiliki jumlah energi yang besar yang memungkinkan untuk membuang elektron dari bahan yang bersangkutan, untuk kemudian pergi ke arah jalur tertentu yang berakhir di ruang tertentu.

Setelah terjadi hal di atas, elektron ditolak dari bahan. Dalam kasus sebaliknya. Jika energi yang dipancarkan foton tidak memiliki kekuatan yang cukup, elektron tidak memiliki kelincahan untuk lepas atau lepas dari materi yang bersangkutan.

Untuk bagiannya, tidak tergantung pada perubahan yang dihasilkan oleh gaya cahaya bahwa energi yang ada dalam foton dapat dimodifikasi, hanya jumlah elektron yang berhasil keluar dari ruang di mana mereka ditemukan memiliki kekuatan untuk melakukannya. jadi. , berkat gaya yang dipancarkan elektron, jelas bahwa itu tidak tergantung pada radiasi yang dicapainya, tetapi pada frekuensi yang dipancarkan.

Pada umumnya tidak semua elektron dapat dikeluarkan oleh elektron tersebut. efek fotoelektrik, Diperhitungkan bahwa yang pertama keluar adalah mereka yang biasanya tidak membutuhkan kekuatan ekstrem untuk mencapai pengusiran yang berhasil. Dalam isolator dielektrik, beberapa elektron dengan sejumlah besar energi dapat dilihat pada pita valensi.

Dalam kasus logam, kita biasanya menemukan elektron di depan pita lebar yang memberikan konduksi yang besar.
Oleh karena itu, melalui semikonduktor dimungkinkan untuk menunjukkan elektron yang mentransmisikan sejumlah besar energi. Dalam hal konduktor jenis ini, beberapa elektron biasanya ditemukan di pita yang menghasilkan konduksi.

Ketika kita berbicara tentang suhu kamar, kita biasanya menemukan beberapa elektron dengan energi dalam jumlah besar, yang ditemukan sangat dekat dengan tingkat Fermi. Ada energi yang harus dikandung elektron untuk mencapai tingkat Fermi, ini dikenal sebagai fusi kerja, sedangkan frekuensi minimum yang diperlukan radiasi untuk mengeluarkan elektron disebut frekuensi ambang.

Penilaian kuantitas energi tersebut adalah serbaguna, dan tidak pernah konstan, ini tentu saja, tergantung setiap saat pada bahan dan lapisan atomnya. Beberapa bahan logam seperti kalsium dan cesium memiliki performa kerja yang sangat rendah. Untuk alasan ini, harus benar-benar ketat bahwa bahannya bersih sejauh menyangkut atom.

Penjelasan

Foton yang memiliki sinar cahaya, pada gilirannya, memiliki energi khusus, yang ditentukan oleh frekuensi yang diberikan cahaya. Melalui prosedur fotoemisi, jika elektron berhasil menyerap energi foton dan foton memiliki energi yang lebih besar dari fungsi kerja, elektron akan dikeluarkan dari materi.

penjelasan efek fotolistrik

Ketika energi berkas meningkat, tidak ada perubahan energi foton, hanya ada perubahan kuantitas numerik foton. Oleh karena itu, kesimpulan yang jelas adalah bahwa energi setiap elektron tidak akan pernah bergantung pada intensitas atau kekuatan yang diberikan cahaya, tetapi pada energi yang dihasilkan setiap foton.

Semua energi yang diperoleh foton harus ditarik dan pada gilirannya harus digunakan untuk mencapai pelepasan elektron yang terikat pada atom. Dalam hal ini, energi yang mengandung foton yang berhasil mengkonsumsi salah satu bagian ini, melepaskan elektron dari atom dan sisanya diubah sebagai kontribusi energi kinetik sebagai bagian dari elektron yang berakhir pada partikel bebas.

Albert, pada bagiannya, tidak memiliki tujuan studi khusus tentang kausalitas yang dihasilkan oleh elektron dalam radiasi beberapa logam, yang kemudian menjadi energi kinetik, namun ia membuat pengamatan yang relevan.

Dia menemukan penjelasan tentang perilaku yang diberikan oleh radiasi. Melalui tindakan ini, diusulkan untuk menjelaskan melalui pengamatan jumlah elektron yang meninggalkan materi, dengan mempertimbangkan bahwa frekuensi memainkan peran mendasar dalam tindakan yang dilakukan.

sejarah

Di dunia fisika kami berhasil membatasi sejarah beberapa penemuan yang dicatat pada tanggal yang tepat, berkat studi beberapa Ilmuwan penting yang berkontribusi dengan berbagai penelitian dan teori yang saat ini telah membantu menjelaskan beberapa fenomena fisika, di antara para ilmuwan yang dapat kami sebutkan kami temukan:

Heinrich Hertz

Ilmuwan ini berhasil melakukan studi pertama tentang pengamatan efek fotolistrik pada tahun seribu delapan ratus delapan puluh tujuh. Instrumen di mana dia melakukan percobaan ini didasarkan pada kumparan di mana percikan dapat dibuat sebagai jaminan bahwa itu akan berfungsi sebagai penerima gelombang elektromagnetik.

ilmuwan efek fotolistrik

Untuk mendapatkan penglihatan panorama yang lengkap, dan pada gilirannya untuk mencapai pengamatan percikan api, ia memasukkan penerima ke dalam kotak atau wadah hitam. Mengingat ini, penyerapan sinar UV dilakukan, yang dengan mudah memberikan lompatan elektron. Dan pada gilirannya, gaya yang terkandung dalam percikan yang diberkahi dengan listrik yang dihasilkan oleh penerima dibuktikan secara langsung. Ilmuwan menerbitkan eksperimen tersebut bahkan tanpa menjelaskan fenomena tersebut.

Joseph John Thomson

Pada tahun XNUMX, ilmuwan Thomson sedang mempersiapkan dasar untuk studi khusus tentang sinar katoda. Di bawah pengaruh Maxwell, sarjana menyimpulkan bahwa sinar katoda berakar pada aliran partikel yang ditemukan dengan berbagai muatan negatif, yang ia beri nama sel darah, dan akhirnya diberi nama elektron.

Joseph mengambil dasar eksperimennya pada pelat logam tertutup total dalam tabung vakum, memaparkan elemen tersebut ke cahaya dengan perbedaan lengkap dalam hal panjang gelombang. Ilmuwan percaya bahwa medan elektromagnetik memberikan beberapa resonansi dengan medan listrik, dan melalui ini sel darah yang diberkahi dengan muatan listrik dipancarkan.

Intensitas yang ada dalam arus yang diberkahi dengan listrik itu sangat bervariasi dalam menghadapi tingkat intensitas cahaya yang dihasilkan. Ini berarti bahwa saat cahaya meningkat, arus juga meningkat. Penerjemahannya dilakukan berkat fakta bahwa radiasi yang memiliki frekuensi lebih tinggi, pada gilirannya, juga menghasilkan partikel dengan energi kinetik yang lebih besar.

Philipp Lenard

Selama tahun seribu sembilan ratus dua, ilmuwan ini melakukan studi tentang efek fotolistrik di mana ia memanifestasikan variasi energik elektron, menyimpulkan bahwa mereka memainkan peran mendasar dengan frekuensi cahaya datang.

Albert Einstein

Pada tahun seribu sembilan ratus lima, perumusan ilmiah dari teori relativitas yang terkenal dilakukan, diusulkan oleh ilmuwan di bawah resep yang didasarkan pada basis matematika dan numerik, yang memungkinkan pemahaman beberapa prosedur. Emisi elektron dikaitkan dengan produksi dan penyerapan kuanta cahaya, yang kemudian disebut foton.

Pada tahun 1905, tahun yang sama ketika dia mengadakan kelas tentang teori relativitas, Albert Einstein mengusulkan penyelidikan di mana dia mengungkap fenomena yang tampaknya bekerja dengan benar, di mana emisi elektron dihasilkan oleh kuanta penyerapan cahaya, sebuah fakta yang nantinya akan disebut foton.

Dalam sebuah artikel berjudul A Echaristic Viewpoint on the Production and Transformation of Light, ia menunjukkan bagaimana gagasan bahwa partikel cahaya dapat menghasilkan efek fotolistrik dan juga menunjukkan adanya frekuensi karakteristik untuk setiap bahan di bawahnya yang tidak berpengaruh. Untuk penjelasan tentang efek fotolistrik ini Einstein akan menerima Hadiah Nobel Fisika pada tahun 1921.

Mempertimbangkan teori Einstein, energi yang digunakan elektron untuk melarikan diri dari katoda pada saat yang sama ketika mereka naik dengan mantap, melalui frekuensi cahaya yang datang, menjauh dari bentuk energi yang intens. Hebatnya, efek seperti itu belum pernah terlihat di zaman kuno. Demonstrasi eksperimental aspek ini dilakukan pada tahun 1915 oleh fisikawan Amerika Robert Andrews Millikan.

Akhirnya, setiap ilmuwan yang disebutkan di atas telah memberikan kontribusi besar untuk studi dan penemuan efek fotolistrik. Berkat yang hari ini pengetahuan, dan pendekatan teoretis telah diterima dengan sangat baik.

Saat ini efek fotolistrik yang luar biasa ini dianggap sebagai mekanisme yang dapat ditemukan di berbagai peralatan elektronik. Penemuannya sangat penting berkat penelitian yang dilakukan untuk mengetahui beberapa efek yang dimiliki cahaya.

Menjadi studi para ilmuwan ini, kontribusi yang berhasil membuat perbedaan besar dalam dunia fisika. Berkat ini, fisika kuantum adalah cabang ilmiah yang memperoleh tingkat prestise yang tinggi, yang secara progresif berkembang dengan dorongan dan minat yang besar.

dualitas gelombang-partikel

Fenomena ini adalah efek fisik yang ditemukan pertama kali bersama dengan spektrum lain dengan karakteristik yang sama. Itu berasal dari penemuan apa yang disebut partikel gelombang yang merupakan komponen mekanika kuantum. Cahaya berperilaku seperti gelombang, mampu menghasilkan interferensi dan difraksi seperti dalam percobaan celah ganda Thomas Young, tetapi ia menukar energi dengan cara diskrit dalam paket energi, foton, yang energinya bergantung pada frekuensi radiasi elektromagnetik.

Cita-cita ini berhasil membangun teori radiasi elektromagnetik dengan basis yang sangat jelas dan pasti, karena melaluinya, muncul penjelasan tentang istilah lain yang terlibat dalam fungsi yang dilakukan radiasi.

Efek fotolistrik hari ini

Saat ini efek fotolistrik biasanya merupakan dasar lengkap yang dapat ditemukan sebelum tingkat energi yang dimanifestasikan dalam cara fotovoltaik, jenis efek ini biasanya ditemukan di industri termoelektrik, seperti yang dimanifestasikan dalam beberapa sistem sensitif yang berisi kamera digital.

aktualitas efek fotolistrik

Di elemen lain, efek fotolistrik hadir dalam peralatan rumah tangga sehari-hari, yang sebagian besar terbuat dari bahan yang sangat potensial, seperti tembaga, elemen ini menghasilkan arus listrik potensial.

Fenomena ini juga dapat ditemukan pada benda-benda yang terpapar pantulan Matahari dalam jangka waktu yang cukup lama. Partikel debu yang membentuk permukaan Bulan, setelah menerima cahaya ini secara langsung, bermuatan energi positif, ini berkat tumbukan foton. Fragmen-fragmen kecil ini, karena diisi, saling tolak, sehingga naik dan membentuk atmosfer yang renggang.

Satelit alam juga menerima muatan listrik positif dan mengisi permukaan yang disinari oleh Matahari, namun di wilayah yang paling gelap, diisi dengan energi negatif. Perlu dicatat bahwa kemungkinan akumulasi energi ini perlu diperhitungkan.

Akhirnya, penemuan efek fotolistrik membawa serta perbaikan yang dari waktu ke waktu membantu kita memahami dengan cara yang luar biasa struktur dalam yang disajikan dunia. Pada gilirannya, kemajuan yang memicu efeknya, diterjemahkan ke dalam kemajuan teknologi berikut:

  • Transmisi gambar animasi
  • kemajuan bioskop
  • Televisi
  • Alat berat, digunakan dalam proses industrialisasi.

Di bidang listrik, efek fotolistrik mencapai hasil yang luar biasa, karena penerangan umum dimungkinkan berkat penggunaannya. Mempertimbangkan bahwa banyak mesin yang melakukan tugas ini tidak perlu dipantau atau diawasi oleh pekerja atau operator mana pun, karena efek ini secara otomatis menyalakan dan mematikan lampu yang menerangi jalan atau jalan di mana pun.

Tanpa ragu, efek ini sangat rumit untuk dipahami, namun, studinya cukup mendalam di zaman kuno, terima kasih kepada para ilmuwan yang memberikan kontribusi yang cukup menarik dan konkret, yang telah sepenuhnya diakui di tingkat ilmiah.


Jadilah yang pertama mengomentari

tinggalkan Komentar Anda

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Bidang yang harus diisi ditandai dengan *

*

*

  1. Bertanggung jawab atas data: Actualidad Blog
  2. Tujuan data: Mengontrol SPAM, manajemen komentar.
  3. Legitimasi: Persetujuan Anda
  4. Komunikasi data: Data tidak akan dikomunikasikan kepada pihak ketiga kecuali dengan kewajiban hukum.
  5. Penyimpanan data: Basis data dihosting oleh Occentus Networks (UE)
  6. Hak: Anda dapat membatasi, memulihkan, dan menghapus informasi Anda kapan saja.