اثر فوتوالکتریک

اثر فوتو الکتریک که به معنای آزاد شدن انرژی از سطح فلزات با تاباندن نور (فوتون) با انرژی خاص می باشد،  توسط هاینریش هرتز در سال 1887 در جریان آزمایش‌هایی کشف شد که هدف عمده آن ها تأیید نظریه هایی در مورد وجود امواج الکترومغناطیسی حاصل از جریان‌های الکتریکی نوسانی بود.

اثر فوتوالکتریک پدیده‌ای است الکتروکوانتومی که در آن الکترون، بعد از جذب انرژی یک پرتو الکترومغناطیسی مانند پرتو ایکس و یا نور مرئی، از ماده گسیل (تابش) می‌شود .

ما در این مطلب از کلمه"فوتوالکترون" برای الکترون آزاد شده از فلز استفاده می‌کنیم .این پدیده هم چنین به اثر هرتز معروف است و این به خاطر کشفش توسط هاینریش رودولف هرتز می‌باشد. هرچند امروزه این لفظ بلا استفاده است.

اثر فوتوالکتریک با فوتون‌هایی با انرژی پایین در حدود چند الکترون-ولت مشاهده می‌شود.

در فلش زیر این پدیده را به خوبی درک خواهید کرد:

اگر منبع نور را روشن کنید و رفته رفته شدت آن را زیاد کنید، چه اتفاقی می افتد؟ آیا شدت نور در مقدار ولتاژ توقف تاثیری دارد؟

فرکانس نور چه نقشی در ولتاژ توقف دارد؟

در فلش بالا این مطلب را به خوبی خواهید آموخت.

پدیده هایی شبیه به فوتوالکتریک نیز می تواند رخ دهد:

اگر فوتون به اندازه کافی انرژی بالا داشته باشد (در حد چند کیلو الکترون-ولت) پدیده دیگری به نام (پراکندگی کامپتون) Compton scattering و اگر انرژی آن در حد چند مگا الکترون-ولت باشد پدیدهء دیگری به نام (تولید زوج) Pair production رخ می‌دهد.

در فلش زیر این تفاوت را می توانید ببینید:

مطالعه پدیده  فوتوالکتریک منجر به گام‌های مهمی در درک حقیقت کوانتومی نور شد. این که نور می تواند خاصیت دو گانه موجی و ذره ای را با هم داشته باشد:

مرکز یادگیری سایت تبیان- تنظیم و ویرایش: آلچالانلو