Да ли сте чули за фотоелектрични ефекат? Овде вам нудимо све информације које се тичу упечатљиве теме која произлази из квантне физике. Сазнајте више о његовој историји, објашњењу и концепту, као ио неким експонентима који су дали допринос овој грани физике.
Шта је фотоелектрични ефекат?
Фотоелектрични ефекат лежи у експресији и испољавању електрона, што се врши помоћу проводника који може бити објекат којим се остварује индукција електромагнетног зрачења. Ово зрачење се преводи у видљиву светлост. Међу неким зрацима светлости можемо пронаћи следеће:
Фотопроводљивост
Он игра основну улогу захваљујући ефектима које остварује повећањем нивоа проводљивости преведене у електричну енергију коју светлост испољава. Овај експеримент је разоткривен средином деветнаестог века.
Фотонапонски ефекат
Посебно се односи на чињеницу да покреће ефекат који трансформише светлосну енергију у супротности са електричном. Чињеница која је покренута хиљаду осамсто осамдесет четврте године.
Откриће
Откриће фотоелектричног ефекта је спроведено захваљујући студијама које је спровео Хајнрих Херц хиљаду осамсто осамдесет седме године. Његово посматрање се налази под приступима који укључују кривину која се одбија између 2 електроде, а које су међусобно повезане под високим напоном, који тежи да достигне веће удаљености када је осветљен УВ светлом, што је потпуно другачије него када је у мраку.
Први доказ ове теоријске тачке представљен је кроз дефиницију или опис који је предложио Алберт Ајнштајн о фотоелектричном ефекту, доводећи до закључка да се честица која одговара светлости зове фотон. Основу за стварање ове теорије засноване на светлости користио је Ајнштајн захваљујући еминентним Планковим студијама. Ко се потрудио да покаже постојање колико.
La Биографија Макса Планцка показује нам продор овог научника у свет физике, поред тога што сведочи о одређеним признањима која су додељена захваљујући студијама спроведеним о квантима деловања. Узимајући у обзир да је ова теорија на брз и флуидан начин отворила врата на путу квантне физике.
El фотоелектрични ефекат То је у супротности са рендгенским зрацима.Имајући у виду да фотони остварују пренос електрона у овом процесу електромагнетног зрачења, док је у случају рендгенских зрака тек у неколико студија утврђена композиција на којој се рендгенски зраци стварају. Да је до 1985. године откривено дејство и употреба поменутог зрачења званог зраци, од стране научника Вилхелма Ротгеа.
фотони
Л фотони представљене су енергијама које су омеђене врстом фреквенције светлости у облику таласа. Ако се нађемо у случају атома, који се нађе да апсорбује одређену количину енергије која излази из одређеног фотона, он има велике енергетске количине које му омогућавају да избаци електрон из дотичног материјала, да би касније кренуо ка специфичан пут који се завршава у одређеном простору.
Након горе наведеног, електрон се одбија од материјала. У супротном случају. Ако енергија коју емитује фотон нема довољно снаге, електрон нема агилност да побегне или побегне из дотичног материјала.
Са своје стране, не зависи од промена које генерише сила светлости да ће енергија присутна у фотону бити модификована, само број електрона који успеју да побегну из простора на коме се налазе има моћ да уради дакле. , захваљујући сили коју емитују електрони, јасно је да она не зависи од зрачења које достиже, већ од емитоване фреквенције.
Уопштено говорећи, нису сви електрони у стању да буду избачени од стране електрона. фотоелектрични ефекат, Води се рачуна да први излазе они којима обично није потребна екстремна сила за успешно избацивање. У диелектричном изолатору, неки електрони са великом количином енергије могу се видети у валентном појасу.
У случају метала, обично налазимо електроне испред широког појаса који даје одличну проводљивост.
Дакле, кроз полупроводник је могуће приказати електроне који преносе велику количину енергије. Што се тиче проводника овог типа, мало електрона се обично налази у опсегу који генерише проводљивост.
Када говоримо о собној температури обично налазимо неке електроне са великом количином енергије, који су пронађени веома близу Фермијевих нивоа. Постоји енергија коју електрон мора да садржи да би достигао Фермијеви ниво, то је познато као радна фузија, док се минимална фреквенција потребна за зрачење да избаци електрон зове се фреквенција прага.
Процена поменуте енергетске количине је разноврсна и никада константна, што наравно зависи у сваком тренутку од материјала и његових атомских слојева. Неки метални материјали као што су калцијум и цезијум имају веома ниске радне перформансе. Из тог разлога, мора бити апсолутно строго да материјал буде чист што се атома тиче.
Објашњење
Фотони који имају светлосне зраке, заузврат имају посебну енергију, која се успоставља фреквенцијом коју светлост даје. Поступком фотоемисије, ако се деси да електрон успе да апсорбује енергију фотона, а фотон има енергију чак и већу од радне функције, електрон ће бити избачен из материје.
Када се енергија зрака повећава, нема промене у енергијама фотона, постоји само промена у нумеричкој количини фотона. Стога је очигледан закључак да енергија сваког електрона никада неће зависити од интензитета или снаге коју светлост даје, већ од енергије коју сваки фотон производи.
Стриктно сва енергија коју фотон добија мора бити привучена и заузврат се мора искористити за ослобађање електрона који је везан за атом. У овом случају, та енергија која садржи фотоне који успе да потроши један од ових делова, одваја електрон од атома, а остатак се претвара као допринос кинетичке енергије као део електрона који се завршава слободном честицом.
Алберт, са своје стране, није имао за циљ специфично проучавање узрочности коју стварају електрони у зрачењу неких метала, који су касније постали кинетичка енергија, али је изнео своја релевантна запажања.
Пронашао је објашњење понашања изазваног зрачењем. Овом акцијом предложено је да се посматрањем објасни број електрона који су напустили материјал, узимајући у обзир да је фреквенција играла фундаменталну улогу у извршеним акцијама.
Историја
У свету физике успели смо да разграничимо историју неких открића која су забележена на тачне датуме, захваљујући проучавању неких Важни научници који је допринео разним студијама и теоријама које су данас помогле да се објасне неки феномени физике, међу научницима које можемо поменути налазимо:
Хеинрицх Хертз
Овај научник успео је да изврши прву студију о посматрању фотоелектричног ефекта хиљаду осамсто осамдесет седме године. Инструменти под којима је извео овај експеримент засновани су на завојници на којој се могла направити варница као гаранција да ће функционисати као пријемник електромагнетних таласа.
Да би добио потпуну визију панораме, а заузврат постигао посматрање искре, он је пријемник затворио у црну кутију или контејнер. С обзиром на то, извршена је апсорпција УВ светлости, која је лако обезбедила скок електрона. А заузврат, сила која је садржавала искру обдарена електричном енергијом коју је пријемник производио била је директно доказана. Научник је објавио наведени експеримент чак и без објашњења феномена.
Јосепх Јохн Тхомсон
До XNUMX. научник Томсон је припремао темеље за студију посебно о катодним зрацима. Под Максвеловим утицајем, научник закључује да су катодни зраци били укорењени у току честица које су пронађене са различитим негативним наелектрисањем, чему он даје назив корпускула, а да им на крају даје име електрона.
Џозеф је узео основу свог експеримента на потпуно затвореној металној плочи у вакуумској цеви, излажући поменути елемент светлости са потпуном разликом у погледу таласне дужине. Научник је веровао да електромагнетно поље даје неке резонанције са електричним пољем и да се кроз њега емитује корпускула са електричним набојем.
Интензитет који је био присутан у поменутој струји са електричном енергијом био је веома променљив у односу на нивое интензитета које је светлост производила. То је значило да како се светлост повећава, струја се такође повећава. Његово превођење се врши захваљујући чињеници да зрачење које има већу фреквенцију заузврат производи и честице са већом кинетичком енергијом.
Пхилипп Ленард
Током хиљаду и деветсто друге године, овај научник је спровео студију о фотоелектричном ефекту у којој је испољио енергетску варијацију електрона, закључивши да они играју фундаменталну улогу са фреквенцијом упадне светлости.
Алберт Ајнштајн
У хиљаду деветсто петој спроведена је научна формулација чувене теорије релативности, коју је научник предложио по рецептима који су се заснивали на математичким и нумеричким основама, што је омогућило разумевање неких поступака. Емисија електрона је била повезана са производњом и апсорпцијом светлосних кванта, који су касније названи фотони.
Године 1905, исте године када је држао час о теорији релативности, Алберт Ајнштајн је предложио истрагу у којој је разоткрио феномен за који се чинило да исправно функционише, у коме је емисија електрона била произведена апсорпционим квантима светлости, а чињеница која ће се касније назвати фотонима.
У чланку под насловом Еухаристијско гледиште о производњи и трансформацији светлости, показао је како идеја да дискретне честице светлости могу да генеришу фотоелектрични ефекат и такође је показао присуство карактеристичне фреквенције за сваки материјал испод које није имало ефекта. За ово објашњење фотоелектричног ефекта Ајнштајн ће добити Нобелову награду за физику 1921.
Узимајући у обзир Ајнштајнову теорију, енергија са којом су електрони бежали са катоде у исто време када су се стално повећавали, кроз фреквенцију упадне светлости, даље од интензивног облика енергије. У великој мери, такав ефекат није примећен у давна времена. Експерименталну демонстрацију овог аспекта извео је 1915. године амерички физичар Роберт Андревс Милликан.
Коначно, сваки од горе поменутих научника дао је велики допринос проучавању и откривању фотоелектричног ефекта. Захваљујући чему су данас знање и теоријски приступи веома добро прихваћени.
Данас се овај невероватни фотоелектрични ефекат рачуна као механизам који се може наћи у различитој електронској опреми. Његово откриће је било заиста важно захваљујући студијама које су спроведене како би се сазнали неки ефекти које светлост има.
Будући да су студије ових научника, доприноси који су успели да направе велику разлику у свету физике. Захваљујући томе, квантна физика је научна грана која је стекла велики ниво престижа, која се прогресивно развијала са великим замахом и интересовањем.
дуалност талас-честица
Овај феномен је физички ефекат који је откривен у првом случају заједно са другим спектрима истих карактеристика. То је довело до открића такозване таласне честице која је компонента квантне механике. Светлост се понаша као таласи, могу да произведу сметње и дифракцију као у експерименту са двоструким прорезом Томаса Јанга, али размењује енергију на дискретан начин у енергетским пакетима, фотонима, чија енергија зависи од фреквенције електромагнетног зрачења.
Ови идеали су успели да изграде теорију електромагнетног зрачења са изузетно јасним и дефинисаним основама, пошто су кроз њу произашла објашњења о другим појмовима који су укључени у функције које зрачење обавља.
Фотоелектрични ефекат данас
Данас је фотоелектрични ефекат обично комплетна основа која се може наћи пре енергетских нивоа који се манифестују на фотонапонски начин, овај тип ефекта се обично среће у термоелектричној индустрији, као што се манифестује у неким осетљивим системима који садрже дигитализоване камере.
У осталим елементима, фотоелектрични ефекат је присутан у свакодневним кућним апаратима, од којих је већина направљена од веома потенцијалног материјала, као што је бакар, ови елементи остварују производњу потенцијалних електричних струја.
Ову појаву можемо наћи и у телима која су изложена рефлексијама Сунца у дужем временском периоду. Приликом директног примања ове светлости, честице прашине које чине површину Месеца су наелектрисане позитивном енергијом, то је захваљујући утицају фотона. Ови ситни фрагменти, наелектрисани, одбијају једни друге, тако се подижу и формирају слабу атмосферу.
Природни сателити такође добијају позитивно електрично наелектрисање и испуњавају површину коју осветљава Сунце, међутим, у најтамнијој области, она је наелектрисана негативном енергијом. Треба напоменути да је неопходно узети у обзир ову могућност акумулације енергије.
Коначно, откриће фотоелектричног ефекта донело је са собом побољшање које нам је током времена помогло да на величанствен начин разумемо дубоку структуру коју свет представља. Заузврат, напредак који је покренуо његов ефекат, преводи се у следећи технолошки напредак:
- Пренос анимираних слика
- биоскопски напредак
- Телевизија
- Тешка машинерија, која се користи у процесима индустријализације.
У области електричне енергије, фотоелектрични ефекат постиже невероватне резултате, јер је јавно осветљење могуће захваљујући његовој употреби. Узимајући у обзир да многе машине које обављају овај задатак не морају да буду надгледане или надгледане од било ког радника или руковаоца, пошто овај ефекат аутоматски укључује и гаси светла која осветљавају авеније или улице било ког места.
Без сумње, овај ефекат је заиста комплексан за разумевање, међутим, његова проучавања су у давна времена била прилично детаљна, захваљујући научницима који су дали прилично занимљиве и конкретне доприносе, који су у потпуности препознати на научном нивоу.