ფოტოეფექტი

ფოტოეფექტი — ელექტრონების ემისია, როდესაც მატერიალს ხვდება ელექტრომაგნიტური გამოსხივება, როგორიცაა სინათლე. ამ მოვლენისას გამოსხივებულ ელექტრონებს ფოტოელექტრონები ეწოდებათ. ამ ფენომენს სწავლობს კონდენსირებული გარემოს ფიზიკა, მყარი მდგომარეობის ქიმია და კვანტური ქიმია, რათა შეისწავლონ ატომების, მოლეკულების და მყარი სხეულების მახასიათებლები. ეს ეფექტი ასევე გამოიყენება ელექტრონიკაში და სპეციალიზებულია სინათლის შემჩნევისთვის და ელექტრონების ზუსტ დროს ემისიისთვის.

ამ ეფექტის ექსპერიმენტული შედეგები არ ემთხვევა კლასიკურ ელექტროდინამიკას, რომლის მიხედვითაც უწყვეტი სინათლის ტალღა ელექტრონებს ენერგიას აწვდის, ელექტრონების გამოსხივება კი ხდება მაშინ, როდესაც მათ საკმარისი ენერგია დაუგროვდებათ. ცვლილება სინათლის ინტენსივობაში, ანუ ელექტრული ველის დაძაბულობაში თეორიულად გამოიწვევდა ცვლილებას გამოსხივებული ელექტრონების კინეტიკურ ენერგიაში, რის შედეგადაც, საკმარისად მკრთალი სინათლის გამოყენებისას მოხდებოდა ელექტრონების დაგვიანებული ემისია. ამის მიუხედავად, ექსპერიმენტულმა შედეგებმა აჩვენეს, რომ ელექტრონები ემისიას იწყებენ მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ სინათლის სიხშირე კონკრეტულ ზღვარს ცდება, სინათლის ინტენსივობას და კონტაქტის ხანგრძლივობას მნიშვნელობა არ აქვს. რადგან დაბალი სიხშირის და მაღალი ინტენსივობის მქონე სინათლის სხივი ვერ მოიკრიბავდა საკმარის ენერგიას ფოტოელექტრონების წარმოებისთვის,  ალბერტ აინშტაინმა ივარაუდა, რომ სინათლის სხივი არ არის მხოლოდ სივრცეში გავრცელებადი ტალღა, არამედ დისკრეტული ენერგიის პაკეტების (ნაწილაკების) გროვა, რომლებსაც ფოტონებს ვუწოდებთ.

ტიპური მეტალიდან გამტარი ელექტრონების ემისიისთვის რამდენიმე ელექტრონვოლტი (eV) სინათლის კვანტაა საჭირო, რომელიც პატარა სიგრძის მქონე ხილვად და ულტრაიისფერ სინათლეს შეესაბამება. უკიდურეს შემთხვევებში, ემისიას იწვევენ ფოტონები რომელთა ენერგიაც ნულს უახლოვდება, ეს ხდება სისტემებში სადაც ურთიერთკავშირი ელექტრონებს შორის უარყოფითია და ემისია ხდება აქტიური მდგომარეობიდან (), ან რამდენიმე ათასი კილოელექტრონვოლტი (keV) ფოტონი მაღალი ატომური რიცხვის მქონე ელემენტებში არსებული ბირთვის ელექტრონებისთვის. ფოტოეფექტის შესწავლამ ხელი შეუწყო მნიშვნელოვანი ნაბიჯების გადადგმას სინათლის და ელექტრონების კვანტური ბუნების შეცნობაში, ასევე ხელი შეუწყო ტალღა-ნაწილაკის დუალობის ცნების ჩამოყალიბებას. სხვა ფენომენები, რომლებშიც სინათლე ზეგავლენას ახდენს ელექტრული მუხტის მოძრაობაზე არიან ფოტოგამტარობის ეფექტი (), ფოტოვოლტური ეფექტი () და ფოტოელექტროქიმიური ეფექტი ().

რესურსები ინტერნეტში

 AstronomyCast "http://www.astronomycast.com/2014/02/ep-335-photoelectric-effect/". AstronomyCast.
 Nave, R., "Wave-Particle Duality". HyperPhysics.
 "Photoelectric effect ". Physics 2000. University of Colorado, Boulder, Colorado.
 ACEPT W3 Group, "The Photoelectric Effect". Department of Physics and Astronomy, Arizona State University, Tempe, AZ.
 Haberkern, Thomas, and N Deepak "Grains of Mystique: Quantum Physics for the Layman". Einstein Demystifies Photoelectric Effect, Chapter 3.

შენიშვნები

სქოლიო

კატეგორია:კვანტური მექანიკა
კატეგორია:ელექტრონული მოვლენები