6784208779

Zjawisko fotoelektryczne

Za falową naturą światła przemawiała zarówno dyfrakcja, jak i interferencja światła. Istnieją jednak zjawiska, które pozornie przeczą tym faktom. Takim zjawiskiem jest m.in. odkryte przez Heinricha Hertza w 1887 roku zjawisko fotoelektryczne.

Elektroskop oświetlony promieniowaniem ultrafioletowym traci ładunek ujemny. Elektrony uwalniane z powierzchni substancji przez światło (promieniowanie elektromagnetyczne) nazywamy fotoelektronami, a zjawisko - zjawiskiem fotoelektrycznym lub fotoemisją.

Energia elektronów emitowanych podczas naświetlania płytki metalowej nie zależy od natężenia promieniowania a jedynie od długości fal tego promieniowania. Liczba elektronów emitowanych z płytki jest proporcjonalna do natężenia padającego na nią promieniowania. Wnioski te wskazują na to, że w zjawisku fotoelektrycznym światło zachowuje się jak strumień cząstek a nie jak fala.

Właściwą interpretację zjawiska fotoelektrycznego podał Einstein w 1905 roku. Według niego światło to strumień cząstek - fotonów, z których każdy niesie ściśle określoną porcję energii - kwant energii: E=hv=hc/A

Foton oddziałując z elektronem znajdującym się na powierzchni płytki metalowej, przekazuje mu całą swą energię. Jeżeli energia wiązania elektronu W równa pracy, jaką należy wykonać, by wyrwać elektron z powierzchni płytki, jest większa od energii fotonu - zjawisko nie zajdzie.

W przypadku kiedy energia fotonu stanie się większa niż praca wyjścia W, elektron zostaje wyrwany z powierzchni płytki, a nadmiar energii zamieniony na jego energię kinetyczną: hv=E_k+W, gdzie E_k - energia kinetyczna elektronu, hv - energia fotonu, W - praca wyjścia. Kiedy energia fotonu wystarcza zaledwie na wyrwanie elektronu (E_k=0), mówimy o częstotliwości granicznej lub o długofalowej granicy (A....) zjawiska fotoelektrycznego.