Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων
Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
ορθογραφ |
Οργάνωση παρέθεσης και εξήγησης εξισώσεων. |
||
Γραμμή 18:
Ο Ρόμπερτ Μίλικαν ανακάλυψε ότι όταν προσπίπτει μονοχρωματικό φως μικρότερο μιας [[Συχνότητα|συχνότητας]] που ονομάστηκε [[Συχνότητα Κατωφλίου]] δεν εκδηλώνεται το φαινόμενο ανεξαρτήτως της έντασης του φωτός. Το φαινόμενο αυτό δεν εξηγείται με την [[Κλασική Φυσική]] καθώς παραβαίνει στοιχειώδεις παραδοχές της. Εξηγήθηκε αργότερα από τον Αϊνστάιν, ο οποίος υπέθεσε ότι το φως παρουσιάζει κβαντική συμπεριφορά.<ref>{{Cite journal| author = Ηλίας Παπαθανάσης | title = Φωτοβολταϊκά | volume = 369 | pages = 47-48 | year = 2012 | accessdate=2012-11-17 | journal = περισκοπιο ΤΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ | ISSN = 1105-7122}}</ref> Προηγουμένως, ο [[Μαξ Πλανκ]] είχε εισάγει για πρώτη φορά την έννοια των κβάντων για την εξήγηση φυσικών φαινομένων.
:::::::::::<math> \ hv = E_{K_{max}} + b\ </math>▼
== Το φαινόμενο αναλυτικά ==
Γραμμή 37 ⟶ 35 :
== Ερμηνεία στα πλαίσια της κβαντικής μηχανικής ==
Η ερμηνεία του φωτοηλεκτρικού φαινομένου έγινε το [[1905]] από τον [[Άλμπερτ Αϊνστάιν]] που πήρε το [[βραβεία Νόμπελ|βραβείο Νόμπελ]] για αυτή του την εργασία. Για να ερμηνεύσει το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, ο Αϊνστάιν υπέθεσε ότι η ενέργεια ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος δεν είναι ισοκατανεμημένη στο κυματικό μέτωπο αλλά μεταφέρεται σε διακριτές ποσότητες που ονομάζονται [[Φωτόνιο|φωτόνια]]. Η διαπίστωση αυτή αποτέλεσε, μαζί με την ερμηνεία της ακτινοβολίας του [[μέλαν σώμα|μέλανος σώματος]] από τον Πλανκ και την παρατήρηση του [[Φαινόμενο Κόμπτον|φαινομένου Κόμπτον]] το θεμέλιο της θεωρίας για τον [[κυματοσωματιδιακός δυϊσμός|κυματοσωματιδιακό δυϊσμό]] του φωτός αλλά και της πρώιμης [[Κβαντική μηχανική|Κβαντικής Μηχανικής]].
Ο Αϊνστάιν θεώρησε ότι κάθε φωτόνιο, όταν δίνει την ενέργειά του, τη δίνει ολόκληρη και μόνο σε ένα ηλεκτρόνιο κάθε φορά. Αν αυτή είναι αρκετή για να αντισταθμίσει την έλξη που δέχεται το ηλεκτρόνιο από τον πυρήνα, το ηλεκτρόνιο απελευθερώνεται. Διαφορετικά, εκπέμπει την ακτινοβολία που απορροφήθηκε στο περιβάλλον. Το τελευταίο εξηγεί γιατί αν η ακτινοβολία έχει συχνότητα μικρότερη της συχνότητας κατωφλίου, το μέταλλο δεν φορτίζεται, όσο και αν το φωτίσουμε.
Έτσι, η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που δέχεται το σώμα αποτελείται από δέσμες φωτονίων. Η ενέργεια του κάθε φωτονίου είναι ανάλογη της συχνότητάς του είναι
:::::::::::<math>
όπου <math>h</math> η [[σταθερά του Πλανκ]].
Όταν η συχνότητα της ακτινοβολίας είναι υψηλότερη από τη συχνότητα κατωφλίου, η μέγιστη κινητική ενέργεια ενός φωτοηλεκτρονίου είναι
▲Ο Αϊνστάιν θεώρησε ότι κάθε φωτόνιο, όταν δίνει την ενέργειά του, τη δίνει ολόκληρη και μόνο σε ένα ηλεκτρόνιο κάθε φορά. Αν αυτή είναι αρκετή για να αντισταθμίσει την έλξη που δέχεται το ηλεκτρόνιο από τον πυρήνα, το ηλεκτρόνιο απελευθερώνεται. Διαφορετικά, εκπέμπει την ακτινοβολία που απορροφήθηκε στο περιβάλλον. Το τελευταίο εξηγεί γιατί αν η ακτινοβολία έχει συχνότητα μικρότερη της συχνότητας κατωφλίου, το μέταλλο δεν φορτίζεται, όσο και αν το φωτίσουμε. Η εξίσωση που συνδέει την κινητική ενέργεια ενός ηλεκτρονίου που απελευθερώθηκε με την συχνότητα της ακτινοβολίας που δέχθηκε λέγεται φωτοηλεκτρική εξίσωση του Αϊνστάιν και είναι η εξής:
όπου <math>b</math> η ενέργεια ενός φωτονίου στη συχνότητα κατωφλίου.
== Παραπομπές ==
| |||