Sadržaj:
2023 Autor: Jake Johnson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-05-24 23:12
Njemački fizičar, Heinrich Rudolf Hertz otkrio je fotoelektrični efekat 1887. godine, kada je vidio da nabijeni materijal lako gubi naboj kada je izložen ultraljubičastom zračenju.
Ovaj fenomen je kasnije objasnio Albert Ajnštajn, koji je otkrio da su zaista određeni metali sposobni da emituju elektrone kada su izloženi svetlosti.
Karakteristike fenomena su bile:
- Metali su emitovali elektrone sve dok je zračenje dostizalo minimalnu frekvenciju, koja se zvala granična frekvencija.
- Kada se intenzitet svjetlosti povećao, ali frekvencija nije varirala, povećao se i broj elektrona emitiranih iz metala, ali energija s kojom su emitirani nije varirala.
- Ako frekvencija nije dostigla vrijednost granične frekvencije, elektroni se ne emituju, bez obzira na intenzitet zračenja.
Objašnjenje ovog fenomena dao je 1905. godine njemački fizičar Albert Einstein, koji je bio pod utjecajem kvantne hipoteze energije, koju je godinama prije iznio M. Planck.
Einsteinova teorija kaže da:
Svjetlost se sastoji od čestica, poznatih kao fotoni, čija je energija data jednačinom: E=h. υ, gdje υ predstavljafrekvencija svjetlosti koja se koristi u svakom slučaju.
Na ovaj način Ajnštajn može objasniti karakteristike koje definišu fotoelektrični efekat:
- Elektroni se odvajaju od metala, kada im je data potrebna energija da se oslobode privlačne energije koju vrši jezgro. Ako je energija koja se prenosi elektronu manja, neće doći do fotoelektričnog efekta. S druge strane, ako je veći, elektron se izbacuje s određenom kinetičkom energijom. Minimalna energija potrebna za pojavu fotoelektričnog efekta naziva se energija praga.
- Energija praga odgovara fotonu sa određenom frekvencijom, graničnom frekvencijom, koja je predstavljena sa υ0. Energija fotona, E=h. υ, sudar sa elektronom je veći od granične energije, E=h. υ0, stvarajući fotoelektrični efekat, gdje se elektron izbacuje s kinetičkom energijom, Ec, što odgovara sljedećoj jednadžbi:
h υ=h.υ0 + Ec
Intenzitet svetlosti treba shvatiti kao meru broja fotona po jedinici vremena
Prema tome, ako se poveća, broj elektrona koje će metal emitovati će se povećati, ali samo ako frekvencija zračenja dostigne graničnu vrijednost; S druge strane, u suprotnom slučaju, energija fotona je nedovoljna da izazove fotoelektrični efekat, bez obzira na intenzitet zračenja.
Kada metalna ploča zasvijetli saKažemo da određeni intenzitet apsorbira energiju u proporcionalnoj jedinici vremena, pa je dovoljno navedenu energiju podijeliti količinom h. υ, kako bi se dobio broj fotona koji udare u ploču u jedinici vremena.
Pošto svaki elektron koji se emituje dobija energiju jednog fotona, zaključuje se da je broj elektrona koji se emituju u jedinici vremena proporcionalan intenzitetu svetlosti koja pogađa metalnu ploču.
