에 대해 들어보셨나요? 광전 효과? 바로 여기에서 우리는 양자 물리학에서 나오는 놀라운 주제와 관련된 모든 정보를 제공합니다. 이 물리학 분야에 기여한 일부 지수뿐만 아니라 그것의 역사, 설명 및 개념에 대해 알아보십시오.
광전효과란?
광전 효과는 전자의 표현과 발현에 있으며, 이는 전자기 복사의 유도를 달성하는 대상이 될 수 있는 도체를 통해 수행됩니다. 이 방사선은 감지할 수 있는 빛으로 변환됩니다. 빛의 일부 중에서 다음을 찾을 수 있습니다.
광전도성
빛이 발휘하는 전기로 변환되는 전도도 수준을 증가시켜 수행하는 효과 덕분에 기본적인 역할을 합니다. 이 실험은 XNUMX세기 중반에 밝혀졌습니다.
태양 광 효과
특히 전기와 대조적으로 빛 에너지를 변형시키는 효과를 유발한다는 사실과 관련이 있습니다. 천팔백팔십사년에 촉발된 사실.
디스커버리
광전 효과의 발견은 천팔백팔십칠년에 하인리히 헤르츠가 수행한 연구 덕분에 수행되었습니다. 그것의 관찰은 2개의 전극 사이를 바운스하는 곡선을 포함하고 고전압에서 상호 연결된 접근 방식에서 발견됩니다. 이 곡선은 어두울 때와 완전히 다른 UV 광에 의해 조명될 때 더 먼 거리에 도달하는 경향이 있습니다.
이 이론적인 점의 첫 번째 증거는 알베르트 아인슈타인이 광전 효과에 대해 제안한 정의 또는 설명을 통해 윤곽을 잡았고, 빛에 해당하는 입자를 광자라고 한다는 결론에 도달했습니다. 플랑크의 저명한 연구 덕분에 아인슈타인은 이 빛 기반 이론을 만들기 위한 기초를 사용했습니다. 얼마나 많은 존재인지 보여주기 위해 노력한 사람.
La 막스 플랑크의 전기 행동의 양에 대해 수행된 연구 덕분에 부여된 특정 인정을 입증하는 것 외에도 물리학 세계에서 이 과학자의 침입을 보여줍니다. 이 이론이 빠르고 유동적인 방식으로 양자 물리학의 길을 열었다는 점을 고려하면.
El 광전 효과 이것은 X선과 대조되는 것으로, 이 전자기 복사 과정에서 광자가 전자의 이동을 달성한다는 점을 고려하면 X선의 경우 X선이 생성되는 구성에 대해서는 여러 연구까지 이루어지지 않았습니다. 1985년까지 과학자 Wilhelm Rotge에 의해 광선이라고 불리는 방사선의 효과와 사용이 발견되었습니다.
광자
롯 광자 그것들은 파동 형태의 광 주파수 유형으로 구분되는 에너지로 표현됩니다. 특정 광자에서 나오는 특정 양의 에너지를 자체적으로 흡수하는 원자의 경우에는 문제의 물질에서 전자를 던져 나중에 다른 방향으로 갈 수 있도록 하는 많은 에너지가 있습니다. 특정 공간에서 끝나는 특정 경로.
위와 같은 일이 발생하면 전자가 물질에서 반발됩니다. 반대의 경우. 광자가 발산하는 에너지의 강도가 충분하지 않은 경우 전자는 문제의 물질에서 탈출하거나 탈출할 수 있는 민첩성을 갖지 못합니다.
부분적으로, 광자에 존재하는 에너지가 수정되는 것은 빛의 힘에 의해 생성된 변화에 의존하지 않으며, 발견된 공간에서 탈출할 수 있는 전자의 수만이 다음을 수행할 수 있습니다. 그래서. , 전자가 방출하는 힘 덕분에 도달하는 방사선에 의존하지 않고 방출되는 주파수에 의존한다는 것이 분명합니다.
일반적으로 모든 전자가 전자에 의해 방출될 수 있는 것은 아닙니다. 광전 효과, 가장 먼저 나오는 것은 성공적인 퇴학을 달성하기 위해 일반적으로 극단적 인 힘이 필요하지 않은 것입니다. 유전체 절연체에서 많은 양의 에너지를 가진 일부 전자는 가전자대에서 볼 수 있습니다.
금속의 경우 일반적으로 큰 전도를 제공하는 넓은 대역 앞에서 전자를 찾습니다.
따라서 반도체를 통해 많은 양의 에너지를 전달하는 전자를 보여줄 수 있습니다. 이러한 유형의 전도체의 경우 전도를 생성하는 대역에서 일반적으로 소수의 전자가 발견됩니다.
우리가 실온에 대해 이야기할 때 우리는 일반적으로 페르미 준위에 매우 가깝게 발견된 많은 양의 에너지를 가진 일부 전자를 찾습니다. 페르미 준위에 도달하기 위해 전자가 포함해야 하는 에너지가 있는데, 이를 작동 융합이라고 하며, 방사선이 전자를 방출하는 데 필요한 최소 주파수를 임계 주파수라고 합니다.
상기 에너지량의 평가는 다용도이며 결코 일정하지 않습니다. 물론 이것은 항상 재료와 원자층에 따라 다릅니다. 칼슘 및 세슘과 같은 일부 금속 재료는 작업 성능이 매우 낮습니다. 이러한 이유로 원자에 관한 한 재료가 깨끗하다는 것은 절대적으로 엄격해야합니다.
설명
광선을 가진 광자는 차례로 빛이 제공하는 주파수에 의해 설정되는 고유한 에너지를 갖습니다. 광 방출 과정을 통해 전자가 광자의 에너지를 흡수하고 광자가 일함수보다 더 큰 에너지를 갖는 경우 전자는 물질에서 추방됩니다.
빔의 에너지가 증가할 때 광자의 에너지에는 변화가 없으며 광자의 수치적 양에만 변화가 있습니다. 따라서 분명한 결론은 각 전자의 에너지는 빛이 제공하는 강도나 강도에 의존하지 않고 각 광자가 생성하는 에너지에 의존한다는 것입니다.
엄밀히 말하면 광자가 획득하는 모든 에너지는 끌어당겨져야 하고 원자에 결합된 전자를 방출하는 데 사용되어야 합니다. 이 경우 이러한 부분 중 하나를 소비하는 광자를 포함하는 에너지는 원자에서 전자를 분리하고 나머지는 전자의 일부로서 운동 에너지의 기여로 변환되어 자유 입자로 끝납니다.
Albert는 나중에 운동 에너지가 된 일부 금속의 복사에서 전자에 의해 생성된 인과 관계에 대한 특정 연구를 목표로 삼지 않았지만 적절한 관찰을 했습니다.
그는 방사선이 가하는 행동에 대한 설명을 찾았습니다. 이 작용을 통해 수행되는 작용에서 주파수가 근본적인 역할을 한다는 점을 고려하여 물질을 떠나는 전자의 수를 관찰을 통해 설명할 것을 제안하였다.
연혁
물리학 세계에서 우리는 일부 연구 덕분에 정확한 날짜에 기록된 일부 발견의 역사를 구분할 수 있었습니다. 중요한 과학자 오늘날 물리학의 일부 현상을 설명하는 데 도움이 된 다양한 연구와 이론에 기여한 그는 다음과 같이 언급할 수 있습니다.
하인리히 허츠
이 과학자는 천팔백팔십칠 년에 광전 효과 관찰에 대한 첫 번째 연구를 수행했습니다. 그가 이 실험을 수행한 도구는 전자파의 수신기로 기능할 것이라는 보증으로 스파크가 만들어질 수 있는 코일을 기반으로 합니다.
파노라마의 완전한 시야를 얻기 위해 그리고 차례로 불꽃의 관찰을 달성하기 위해 그는 수신기를 블랙 박스나 용기에 넣었습니다. 이를 감안할 때 UV 광의 흡수가 수행되어 전자의 점프를 쉽게 제공했습니다. 그리고 차례로 수신기가 생산하는 전기가 부여된 스파크를 포함하는 힘이 직접 증명되었습니다. 과학자는 현상을 설명하지 않고 실험을 발표했습니다.
조셉 존 톰슨
XNUMX년까지 과학자 Thomson은 특히 음극선에 대한 연구를 위한 기초를 준비하고 있었습니다. 맥스웰의 영향으로 학자는 음극선이 다양한 음전하로 발견되는 입자의 흐름에 뿌리를 두고 있으며 이에 대해 소립체라는 이름을 붙이고 마침내 전자라는 이름을 갖게 되었다고 결론지었습니다.
Joseph은 진공관에 있는 완전히 닫힌 금속판에 대한 실험의 기초를 두어 파장 면에서 완전히 다른 빛에 해당 요소를 노출시켰습니다. 과학자는 전자기장이 전기장과 약간의 공명을 일으키고 전하가 부여된 입자가 이를 통해 방출된다고 믿었습니다.
전기가 부여된 상기 전류에 존재하는 강도는 빛이 생성하는 강렬한 수준에 직면하여 매우 가변적이었습니다. 이것은 빛이 증가함에 따라 전류도 증가한다는 것을 의미했습니다. 그 변환은 더 높은 주파수를 갖는 방사선이 차례로 더 큰 운동 에너지를 가진 입자를 생성한다는 사실 덕분에 수행됩니다.
필립 레나드
XNUMX년 동안 이 과학자는 전자의 에너지 변화를 나타내는 광전 효과에 대한 연구를 수행하여 전자가 입사광의 주파수와 근본적인 역할을 한다는 결론을 내렸습니다.
알버트 아인슈타인
XNUMX년에 과학자가 제안한 유명한 상대성 이론의 과학적 공식이 수행되어 일부 절차를 이해할 수 있는 수학적 및 수치적 기반을 기반으로 한 처방이 이루어졌습니다. 전자의 방출은 나중에 광자라고 불리는 광양자의 생성 및 흡수와 연결되었습니다.
1905년 상대성 이론 수업이 있던 해에 알베르트 아인슈타인은 전자 방출이 빛의 흡수 양자에 의해 생성된다는, 제대로 작동하는 것처럼 보이는 현상을 노출하는 연구를 제안했습니다. 나중에 광자라고 부를 사실입니다.
빛의 생성과 변환에 관한 성체의 관점이라는 제목의 기사에서 그는 빛의 개별 입자가 광전 효과를 생성할 수 있다는 아이디어를 보여주었고 또한 효과가 없는 각 물질에 대한 특성 주파수의 존재를 보여주었습니다. 광전 효과에 대한 이러한 설명으로 아인슈타인은 1921년에 노벨 물리학상을 받았습니다.
아인슈타인의 이론을 고려할 때, 전자가 동시에 음극을 빠져나가는 에너지는 입사광의 주파수를 통해 강렬한 형태의 에너지에서 멀어지면서 꾸준히 상승합니다. 놀랍게도 그러한 효과는 고대에는 볼 수 없었습니다. 이 측면의 실험적 시연은 1915년 미국 물리학자 Robert Andrews Millikan에 의해 수행되었습니다.
마지막으로, 위에서 언급한 모든 과학자들은 광전 효과의 연구와 발견에 큰 공헌을 했습니다. 덕분에 오늘날 지식과 이론적인 접근 방식이 매우 호평을 받았습니다.
오늘날 이 놀라운 광전 효과는 다양한 전자 장비에서 볼 수 있는 메커니즘으로 간주됩니다. 그의 발견은 빛이 갖는 몇 가지 효과를 알기 위해 수행된 연구 덕분에 정말 중요했습니다.
과학자들의 연구로서 물리학의 세계에 큰 변화를 가져오는 데 기여한 것입니다. 덕분에 양자 물리학은 큰 추진력과 관심을 받으며 점진적으로 발전해 온 큰 명성을 얻은 과학 분야입니다.
파동 입자 이중성
이 현상은 동일한 특성의 다른 스펙트럼과 함께 처음 발견된 물리적 효과입니다. 그것은 양자 역학의 구성 요소인 소위 파동 입자의 발견을 시작했습니다. 빛은 파동처럼 행동하여 Thomas Young의 이중 슬릿 실험에서와 같이 간섭과 회절을 생성할 수 있지만 에너지 패킷, 즉 에너지가 전자기 복사의 주파수에 따라 달라지는 광자에서 이산적인 방식으로 에너지를 교환합니다.
이러한 이상은 매우 명확하고 정의된 기반으로 전자기 복사 이론을 구축할 수 있었습니다. 이를 통해 복사가 수행하는 기능과 관련된 다른 용어에 대한 설명이 발생했기 때문입니다.
오늘날의 광전 효과
오늘날 광전 효과는 일반적으로 광기전 방식으로 나타나는 에너지 수준 이전에 찾을 수 있는 완전한 기초이며, 이러한 유형의 효과는 디지털화된 카메라를 포함하는 일부 민감한 시스템에서 나타나기 때문에 일반적으로 열전 산업에서 발견됩니다.
다른 요소에서 광전 효과는 일상적인 가전 제품에 존재하며 대부분은 구리와 같은 매우 잠재적인 재료로 구성되며 이러한 요소는 잠재적인 전류를 생성합니다.
우리는 또한 상당한 시간 동안 태양의 반사에 노출된 신체에서도 이러한 현상을 발견할 수 있습니다. 이 빛을 직접 받으면 달 표면을 구성하는 먼지 입자가 양의 에너지로 충전됩니다. 이는 광자의 영향 덕분입니다. 이 작은 파편들은 전하를 띠고 서로 밀어내며 상승하여 희박한 대기를 형성합니다.
자연 위성도 양전하를 받아 태양이 비추는 표면을 채우지만 가장 어두운 영역에서는 음의 에너지로 충전됩니다. 이러한 에너지 축적의 결과를 고려해야 한다는 점에 유의해야 합니다.
마지막으로, 광전 효과의 발견은 시간이 지남에 따라 우리가 세상이 제시하는 깊은 구조를 장엄한 방식으로 이해하는 데 도움이 되는 개선을 가져왔습니다. 결과적으로 그 효과를 촉발한 발전은 다음과 같은 기술 발전으로 이어집니다.
- 애니메이션 이미지 전송
- 영화 진행
- TV
- 산업화 과정에서 사용되는 중장비.
전기 분야에서 광전 효과는 사용 덕분에 공공 조명이 가능하기 때문에 놀라운 결과를 얻습니다. 이 작업을 수행하는 많은 기계는 작업자나 작업자가 모니터링하거나 감독할 필요가 없다는 점을 고려하면 이 효과는 어떤 장소의 도로나 거리를 비추는 조명을 자동으로 켜고 끄기 때문입니다.
의심의 여지 없이, 이 효과는 이해하기가 정말 복잡하지만, 과학적 수준에서 완전히 인정된 매우 흥미롭고 구체적인 기여를 한 과학자 덕분에 고대에는 그 연구가 상당히 심층적이었습니다.