Fandom

Science Wiki

Φωτοηλεκτρικό Φαινόμενο

63.285pages on
this wiki
Add New Page
Talk1 Share

Ad blocker interference detected!


Wikia is a free-to-use site that makes money from advertising. We have a modified experience for viewers using ad blockers

Wikia is not accessible if you’ve made further modifications. Remove the custom ad blocker rule(s) and the page will load as expected.

Φωτοηλεκτρικόν Φαινόμενον


Effects-02-goog.jpg

Φαινόμενα Φαινομενολογία Φαινόμενο Επιστημονικά Φαινόμενα Επιστήμη Επιστήμες
Αστρονομικά Φαινόμενα Αστρονομία Φυσικά Φαινόμενα Φυσική Βιολογικά Φαινόμενα Βιολογία Γεωλογικά Φαινόμενα Γεωλογία Χημικά ΦαινόμεναΧημεία Οικονομικά Φαινόμενα Οικονομία Κοινωνικά Φαινόμενα ΚοινωνιολογίαΙατρικά Φαινόμενα Ιατρική Ψυχολογικά Φαινόμενα Ψυχολογία Ιστορικά Φαινόμενα Ιστορία
Θρησκευτικά Φαινόμενα Θεολογία Μεταφυσικά Φαινόμενα Μεταφυσική Υπερβατικά Φαινόμενα Υπερβασιολογία

- Είναι ένα Κβαντικό Φαινόμενο.

- Κατέδειξε την κβαντική φύση του φωτός.

ΕτυμολογίαEdit

Η ονομασία "φωτοηλεκτρικό" σχετίζεται ετυμολογικά με την λέξη "ηλεκτρισμός".

ΟρισμόςEdit

Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο ονομάζεται η εκπομπή ηλεκτρονίων από την επιφάνεια μιας μεταλλικής πλάκας όταν σε αυτή προσπέσει Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία κατάλληλης συχνότητας.

Εισαγωγή Edit

Photoelectric-wik.png

Φωτοηλεκτρικό Φαινόμενο. Η προσπίπτουσα (από τα αριστερά) ακτινοβολία στα αριστερά εξάγει (στα δεξιά) ηλεκτρόνια από το μέταλλο.

Τα μέταλλα αποτελούνται από θετικά ιόντα, τοποθετημένα συμμετρικά σε κρυσταλλικό πλέγμα.

Στο εσωτερικό του μετάλλου υπάρχουν εγκλωβισμένα ελεύθερα ηλεκτρόνια δηλαδή ηλεκτρόνια που δεν ανήκουν στα ιόντα του μετάλλου. Σε αυτά ασκούνται δυνάμεις από τα θετικά ιόντα του κρυσταλλικού πλέγματος.

Οι δυνάμεις αυτές έχουν τυχαίες διευθύνσεις και για αυτό μπορούμε να θεωρήσουμε ότι η συνολική δύναμη πάνω σε κάθε ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο είναι μηδέν. Ως αποτέλεσμα όλων αυτών, τα ηλεκτρόνια έχουν την δυνατότητα να κινούνται ελεύθερα μέσα στο μέταλλο.

Διαφυγή ΗλεκτρονίωνEdit

Όταν ένα "ελεύθερο ηλεκτρόνιο" λόγω της ταχύτητάς του καταφέρει να απομακρυνθεί από το μέταλλο, σε αυτό ασκούνται ελκτικές δυνάμεις από τα ιόντα του πλέγματος αλλά αυτή τη φορά η συνολική δύναμη είναι τέτοια που τείνει να επαναφέρει το ηλεκτρόνιο στην επιφάνεια του μετάλλου.

Για να μπορέσει ένα ηλεκτρόνιο να υπερνικήσει τις ελκτικές δυνάμεις και να διαφύγει οριστικά πρέπει να έχει αρκετή Κινητική Ενέργεια ( \ E_K \ ). Στις συνήθεις όμως συνθήκες η μέγιστη κινητική ενέργεια (\ E_{K_{max}} \ ) των ελεύθερων ηλεκτρονίων δεν είναι αρκετή για να υπερνικηθούν οι ελκτικές δυνάμεις. Έτσι για να μπορέσει ένα ηλεκτρόνιο να διαφύγει χρειάζεται να του δοθεί με κάποιο τρόπο επιπλέον ενέργεια.

Η ελάχιστη ενέργεια που πρέπει να προσφερθεί σε ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο ώστε να μπορέσει να εγκαταλείψει οριστικά την επιφάνεια του μετάλλου ονομάζεται έργο εξαγωγής ( \ b \ ) του μετάλλου και είναι ένα μέγεθος χαρακτηριστικό για κάθε μέταλο.

Η ενέργεια μπορεί να προσφερθεί με θέρμανση του μετάλλου ή με φωτισμό της επιφάνειάς του με κατάλληλη ακτινοβολία. Τα εκπεμπόμενα ηλεκτρόνια ονομάζονται και φωτοηλεκτρόνια.

Νόμοι του Φωτοηλεκτρικού ΦαινομένουEdit

Πειραματικά έχει διαπιστωθεί ότι το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο ικανοποιεί τους εξής νόμους:

  • Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο συμβαίνει μόνο όταν η προσπίπτουσα στη μεταλλική επιφάνεια ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία έχει συχνότητα μεγαλύτερη ή ίση από μια ορισμένη τιμή. Η τιμή αυτή ονομάζεται οριακή συχνότητα ή διαφορετικά συχνότητα κατωφλίου (\ v_0 \ ).
  • Αν η συχνότητα της ακτινοβολίας είναι τέτοια που μπορεί να προκαλέσει εξαγωγή ηλεκτρονιών τότε ο αριθμός των ηλεκτορνίων που εξέρχονται είναι ανάλογος της έντασης (\ J \ ) της προσπίπτουσας ακτινοβολίας.
  • Η εκπομπή φωτοηλεκρονίων από το μέταλλο γίνεται σχεδόν ταυτόχρονα με το φωτισμό της επιφάνειάς του (για την ακρίβεια ο χρόνος από το φωτισμό του μετάλλου μέχρι την εκπομπή φωτοηλεκρονίων είναι μικρότερος του 10-9s).
  • Η μέγιστη Kινητική Eνέργεια με την οποία τα φωτοηλεκτρόνια εγκαταλείπουν το μέταλλο είναι γραμμική συνάρτηση της συχνότητας της προσπίπτουσας ακτινοβολίας, εξαρτάται από το έργο εξαγωγής του μετάλλου αλλά είναι ανεξάρτητη της έντασης της ακτινοβολίας.

ΕρμηνείαEdit

Η ερμηνεία του φωτοηλεκτρικού φαινομένου έγινε το 1905 από τον Einstein (που πήρε το βραβείο Νόμπελ για αυτή του την εργασία. Για να μπορέσει να εξηγήσει τους παραπάνω νόμους, που είχαν διαπιστωθεί πειραματικά, ο Αϊνστάιν πρότεινε ότι το προσπίπτον φως (και η ενέργεια που προσέφερε στο στόχο) δεν διαδιδόταν με συνεχή τρόπο αλλά σε μικρά πακέτα που αποκάλεσε "κβάντα" (quantum).

Η διαπίστωση αυτή αποτέλεσε, μαζί με την ερμηνεία της ακτινοβολίας του μέλανος σώματος από τον Planck και την παρατήρηση του φαινομένου Compton το θεμέλιο της θεωρίας για τον κυματοσωματιδιακό δυϊσμό του φωτός αλλά και της πρώϊμης Κβαντομηχανικής.

Επομένως το φως πρέπει να αποτελείται από σωματίδια που ονομάζονται φωτόνια.

Κάθε φωτόνιο σύμφωνα με τον Planck έχει ενέργεια που δίνεται από την σχέση:

E = h*f
όπου:

ΥποσημειώσειςEdit

Εσωτερική ΑρθρογραφίαEdit

ΒιβλιογραφίαEdit

ΙστογραφίαEdit


Ikl.jpg Κίνδυνοι ΧρήσηςIkl.jpg

Αν και θα βρείτε εξακριβωμένες πληροφορίες
σε αυτήν την εγκυκλοπαίδεια
ωστόσο, παρακαλούμε να λάβετε σοβαρά υπ' όψη ότι
η "Sciencepedia" δεν μπορεί να εγγυηθεί, από καμιά άποψη,
την εγκυρότητα των πληροφοριών που περιλαμβάνει.

"Οι πληροφορίες αυτές μπορεί πρόσφατα
να έχουν αλλοιωθεί, βανδαλισθεί ή μεταβληθεί από κάποιο άτομο,
η άποψη του οποίου δεν συνάδει με το "επίπεδο γνώσης"
του ιδιαίτερου γνωστικού τομέα που σας ενδιαφέρει."

Πρέπει να λάβετε υπ' όψη ότι
όλα τα άρθρα μπορεί να είναι ακριβή, γενικώς,
και για μακρά χρονική περίοδο,
αλλά να υποστούν κάποιο βανδαλισμό ή ακατάλληλη επεξεργασία,
ελάχιστο χρονικό διάστημα, πριν τα δείτε.



Επίσης,
Οι διάφοροι "Εξωτερικοί Σύνδεσμοι (Links)"
(όχι μόνον, της Sciencepedia
αλλά και κάθε διαδικτυακού ιστότοπου (ή αλλιώς site)),
αν και άκρως απαραίτητοι,
είναι αδύνατον να ελεγχθούν
(λόγω της ρευστής φύσης του Web),
και επομένως είναι ενδεχόμενο να οδηγήσουν
σε παραπλανητικό, κακόβουλο ή άσεμνο περιεχόμενο.
Ο αναγνώστης πρέπει να είναι
εξαιρετικά προσεκτικός όταν τους χρησιμοποιεί.

- Μην κάνετε χρήση του περιεχομένου της παρούσας εγκυκλοπαίδειας
αν διαφωνείτε με όσα αναγράφονται σε αυτήν

IonnKorr-System-00-goog.png



>>Διαμαρτυρία προς την wikia<<

- Όχι, στις διαφημίσεις που περιέχουν απαράδεκτο περιεχόμενο (άσεμνες εικόνες, ροζ αγγελίες κλπ.)


Also on Fandom

Random Wiki