Фотоелектричний ефект: пояснення, історія тощо

Ви чули про фотоелектричний ефект? Саме тут ми пропонуємо вам всю інформацію, що стосується вражаючої теми, яка виникає з квантової фізики. Дізнайтеся про його історію, пояснення та концепцію, а також про деяких представників, які зробили внесок у цю галузь фізики.

Що таке фотоефект?

Фотоефект полягає у вираженні та прояві електронів, що здійснюється за допомогою провідника, який може бути об’єктом, що досягає індукції електромагнітного випромінювання. Це випромінювання перетворюється на відчутне світло. Серед деяких проливів світла ми можемо знайти наступне:

Фотопровідність

Він відіграє фундаментальну роль завдяки ефектам, які він здійснює, підвищуючи рівні провідності, що перетворюється в електрику, яку виділяє світло. Цей експеримент був викритий до середини ХІХ ст.

Фотоелектричний ефект

Це особливо пов’язано з тим, що він викликає ефект, який перетворює світлову енергію на відміну від електрики. Факт, який спрацьовує в тисячу вісімсот вісімдесят четвертому році.

Відкриття

Відкриття фотоефекту здійснено завдяки дослідженням, проведеним Генріхом Герцем у тисяча вісімсот вісімдесят сьомому році. Його спостереження можна знайти за підходами, які включають криву, яка відскакує між 2 електродами і які з’єднані між собою під високою напругою, яка має тенденцію досягати більших відстаней при освітленні УФ-світлом, що абсолютно відрізняється від того, коли воно в темряві.

Перший доказ цього теоретичного положення було викладено через визначення або опис, запропонований Альбертом Ейнштейном щодо фотоефекту, прийшовши до висновку, що частинка, яка відповідає світлу, називається фотоном. Основу для створення цієї світлової теорії використав Ейнштейн завдяки видатним дослідженням Планка. Хто доклав зусиль, щоб показати існування скільки.

La Біографія Макса Планка показує нам вторгнення цього вченого у світ фізики, на додаток до певних визнань, які були отримані завдяки дослідженням, проведеним на квантах дії. Беручи до уваги, що ця теорія швидко і плавно відкрила двері на шлях квантової фізики.

El фотоелектричний ефект Це на відміну від рентгенівських променів. Беручи до уваги, що фотони досягають перенесення електронів у цьому процесі електромагнітного випромінювання, тоді як у випадку рентгенівських променів лише кілька досліджень було визначено склад, на якому генеруються рентгенівські промені. Що до 1985 року вченим Вільгельмом Ротге було відкрито вплив і використання згаданого випромінювання, яке називається променями.

фотони

L фотони вони представлені енергіями, які розмежовані типом частоти світла у вигляді хвилі. Якщо ми опиняємося у випадку з атомом, який опиняється, що поглинає певну кількість енергії, що виходить із певного фотона, він має велику кількість енергії, що дозволяє йому викинути електрон із матеріалу, про який йде мова, щоб згодом піти до конкретний шлях, який закінчується в певному просторі.

Якщо відбулося вищесказане, електрон відштовхується від матеріалу. У протилежному випадку. Якщо енергія, яку випромінює фотон, не має достатньої сили, електрон не має спритності втекти або вирватися з матеріалу, про який йде мова.

Зі свого боку, зміна енергії, наявної у фотоні, не залежить від змін, які генеруються силою світла, лише кількість електронів, яким вдається вийти з простору, де вони знаходяться, здатні зробити Отже, завдяки силі, яку випромінюють електрони, зрозуміло, що вона залежить не від випромінювання, якого воно досягає, а від частоти випромінювання.

Загалом, не всі електрони можуть бути вигнані електроном. фотоефект, При цьому враховано, що першими виходять ті, які зазвичай не потребують надзвичайних сил для досягнення успішного вигнання. У діелектричному ізоляторі деякі електрони з великою енергією можна побачити у валентній зоні.

У випадку металу ми зазвичай знаходимо електрони перед широкою смугою, яка забезпечує велику провідність.
Тому через напівпровідник можна показати електрони, які передають велику кількість енергії. Що стосується провідників цього типу, то в смузі, яка створює провідність, зазвичай знаходиться мало електронів.

Коли ми говоримо про кімнатну температуру, ми зазвичай знаходимо деякі електрони з великою енергією, які були знайдені дуже близько до рівнів Фермі. Існує енергія, яку електрон повинен містити, щоб досягти рівня Фермі, це відомо як робочий синтез, тоді як мінімальна частота, необхідна для випромінювання, щоб вигнати електрон, називається пороговою частотою.

Оцінка зазначеної енергетичної величини є різноманітною і ніколи не постійною, це, звичайно, завжди залежить від матеріалу та його атомних шарів. Деякі металеві матеріали, такі як кальцій і цезій, мають дуже низьку продуктивність. З цієї причини необхідно бути абсолютно суворим, щоб матеріал був чистим, що стосується атомів.

Пояснення

Фотони, які мають світлові промені, у свою чергу мають особливу енергію, яка встановлюється частотою, яку забезпечує світло. Через процедуру фотоемісії, якщо електрон встигає поглинати енергію фотона, а фотон має енергію, навіть більшу за роботу виходу, електрон буде видалено з матерії.

пояснення фотоефекту

Коли енергія променя збільшується, енергія фотонів не змінюється, змінюється лише чисельна кількість фотонів. Отже, очевидний висновок полягає в тому, що енергія кожного електрона ніколи не буде залежати від інтенсивності або сили світла, а від енергії, яку виробляє кожен фотон.

Суворо вся енергія, яку отримує фотон, повинна бути притягнута і, в свою чергу, повинна бути використана для досягнення вивільнення електрона, який зв’язаний з атомом. У цьому випадку та енергія, що містить фотони, яка встигає спожити одну з цих частин, від’єднує електрон від атома, а решта перетворюється як внесок кінетичної енергії як частина електрона, що закінчується вільною частинкою.

Альберт, зі свого боку, не ставив за мету специфічне вивчення причинності, що породжується електронами в випромінюванні деяких металів, яке згодом стало кінетичною енергією, проте він зробив свої відповідні спостереження.

Він знайшов пояснення поведінки радіації. За допомогою цієї дії було запропоновано пояснити за допомогою спостереження кількість електронів, які покинули матеріал, враховуючи, що частота відігравала фундаментальну роль у здійснюваних діях.

історія

У світі фізики нам вдалося розмежувати історію деяких відкриттів, які зафіксовані на точні дати, завдяки вивченню деяких Важливі вчені хто зробив свій внесок у різні дослідження та теорії, які сьогодні допомогли пояснити деякі явища фізики, серед вчених, яких ми можемо згадати, ми знаходимо:

Генріх Герц

Цьому вченому вдалося провести перше дослідження по спостереженню фотоефекту в тисяча вісімсот вісімдесят сьомому році. Інструменти, за допомогою яких він проводив цей експеримент, засновані на котушці, на якій можна було б створити іскру як гарантію того, що вона буде функціонувати як приймач електромагнітних хвиль.

вчені з фотоефекту

Щоб отримати повне бачення панорами і, в свою чергу, домогтися спостереження іскри, він заклав приймач у чорний ящик або контейнер. З огляду на це здійснювалося поглинання УФ-світла, яке легко забезпечувало стрибок електронів. А в свою чергу, сила, що міститься в іскри, наділеної електрикою, яку виробляв приймач, була прямо засвідчена. Вчений опублікував цей експеримент навіть без пояснення цього явища.

Джозеф Джон Thomson

До XNUMX року вчений Томсон готував основи для дослідження саме катодних променів. Під впливом Максвелла вчений приходить до висновку, що катодні промені були вкорінені в потоці частинок, які були знайдені з різними негативними зарядами, яким він дає назву корпускул, і, нарешті, вони отримали назву електронів.

Джозеф взяв за основу свій експеримент на повністю закритій металевій пластині у вакуумній трубці, піддавши впливу світла на цей елемент з повною різницею в довжині хвилі. Вчений вважав, що електромагнітне поле дає деякі резонанси з електричним полем і що через це випромінюється корпускула, наділена електричним зарядом.

Інтенсивність, яка була присутня у згаданому струмі, наділеному електрикою, була дуже різною в порівнянні з інтенсивними рівнями, які виробляло світло. Це означало, що зі збільшенням світла збільшувався і струм. Його трансляція здійснюється завдяки тому, що випромінювання, яке має більш високу частоту, у свою чергу також виробляє частинки з більшою кінетичною енергією.

Філіп Ленард

Протягом XNUMX року цей учений проводив дослідження фотоелектричного ефекту, в якому виявив енергетичні зміни електронів, дійшовши висновку, що вони відіграють фундаментальну роль у частоті падаючого світла.

Альберт Ейнштейн

У тисяча дев'ятсот п'ятому було здійснено наукове формулювання відомої теорії відносності, запропонованої вченим за рецептами, що ґрунтувалися на математичних і числових основах, що дозволяло зрозуміти деякі процедури. Випромінювання електронів було пов’язано з утворенням і поглинанням квантів світла, які пізніше назвали фотонами.

У 1905 році, того ж року, коли він провів урок з теорії відносності, Альберт Ейнштейн запропонував дослідження, в якому він викрив явище, яке, здавалося б, працювало правильно, в якому викид електронів був викликаний квантами поглинання світла, факт, який пізніше буде називатися фотонами.

У статті під назвою «Євхаристійний погляд на виробництво та перетворення світла» він показав, як ідея про те, що дискретні частинки світла можуть генерувати фотоелектричний ефект, а також показав наявність характерної частоти для кожного матеріалу нижче, яка не мала ніякого впливу. За таке пояснення фотоефекту Ейнштейн отримав Нобелівську премію з фізики в 1921 році.

Беручи до уваги теорію Ейнштейна, енергія, з якою електрони втекли від катода, в той же час, коли вони неухильно зростали через частоту падаючого світла, від інтенсивної форми енергії. Зрозуміло, що в давнину такого ефекту не було. Експериментальна демонстрація цього аспекту була проведена в 1915 році американським фізиком Робертом Ендрюсом Міллікеном.

Нарешті, кожен із згаданих вище вчених зробив великий внесок у вивчення та відкриття фотоефекту. Завдяки чому сьогодні знання та теоретичні підходи були дуже добре сприйняті.

Сьогодні цей неймовірний фотоефект вважається механізмом, який можна знайти в різному електронному обладнанні. Його відкриття було дійсно важливим завдяки дослідженням, які були проведені для того, щоб дізнатися деякі ефекти світла.

Будучи дослідженнями зазначених вчених, внесками, які зуміли змінити світ фізики. Завдяки цьому квантова фізика є науковою галуззю, яка здобула високий рівень престижу, яка поступово розвивалася з великим поштовхом і інтересом.

подвійність хвиля-частинка

Це явище є фізичним ефектом, який було виявлено в першу чергу разом з іншими спектрами таких же характеристик. Це поклало початок відкриття так званої хвилі-частинки, яка є складовою квантової механіки. Світло поводиться як хвилі, здатне створювати інтерференцію та дифракцію, як у експерименті Томаса Янга з подвійними щілинами, але він обмінюється енергією дискретним способом в енергетичних пакетах, фотонах, енергія яких залежить від частоти електромагнітного випромінювання.

Ці ідеали зуміли побудувати теорію електромагнітного випромінювання з надзвичайно чіткими і визначеними основами, оскільки через неї виникли пояснення інших термінів, які беруть участь у функціях, які виконує випромінювання.

Фотоефект сьогодні

Сьогодні фотоелектричний ефект, як правило, є повною основою, яку можна знайти до енергетичних рівнів, які проявляються фотоелектричним способом, цей тип ефекту зазвичай зустрічається в термоелектричній промисловості, оскільки він проявляється в деяких чутливих системах, які містять оцифровані камери.

Актуальність фотоефекту

В інших елементах фотоефект присутній у повсякденних побутових приладах, більшість з яких виготовлені з дуже потенційного матеріалу, такого як мідь, ці елементи досягають виробництва потенційних електричних струмів.

Це явище також можна виявити в тілах, які протягом значного періоду часу піддаються впливу відображення Сонця. Частинки пилу, які утворюють поверхню Місяця, при прямому отриманні цього світла заряджаються позитивною енергією, завдяки впливу фотонів. Ці крихітні осколки, будучи зарядженими, відштовхуються один від одного, піднімаючись і утворюючи розріджену атмосферу.

Природні супутники також отримують позитивний електричний заряд і заповнюють освітлену Сонцем поверхню, проте в найтемнішій області вона заряджена негативною енергією. Слід зазначити, що цю можливість накопичення енергії необхідно враховувати.

Нарешті, відкриття фотоефекту принесло з собою покращення, які з часом допомогли нам чудово зрозуміти глибинну структуру, яку представляє світ. У свою чергу, досягнення, які викликали його ефект, перетворюються на наступні технологічні досягнення:

  • Передача анімованих зображень
  • прогрес у кіно
  • Телебачення
  • Важка техніка, що використовується в процесах індустріалізації.

У сфері електрики фотоефект досягає неймовірних результатів, оскільки завдяки його використанню можливо громадське освітлення. Беручи до уваги, що багато машин, які виконують це завдання, не потребують контролю чи контролю з боку будь-якого працівника чи оператора, оскільки цей ефект автоматично вмикає та вимикає світло, яке освітлює проспекти чи вулиці будь-якого місця.

Безсумнівно, цей ефект справді складний для розуміння, проте його дослідження були досить глибокими в давнину, завдяки вченим, які зробили досить цікавий і конкретний внесок, який був повністю визнаний на науковому рівні.


Будьте першим, щоб коментувати

Залиште свій коментар

Ваша електронна адреса не буде опублікований. Обов'язкові для заповнення поля позначені *

*

*

  1. Відповідальний за дані: Actualidad Blog
  2. Призначення даних: Контроль спаму, управління коментарями.
  3. Легітимація: Ваша згода
  4. Передача даних: Дані не передаватимуться третім особам, за винятком юридичних зобов’язань.
  5. Зберігання даних: База даних, розміщена в мережі Occentus Networks (ЄС)
  6. Права: Ви можете будь-коли обмежити, відновити та видалити свою інформацію.