Starpība starp fotoelektrisko efektu un fotoelektrisko efektu

Fotoelektriskais efekts pret fotoelektrisko efektu
 

Veidi, kā elektroni tiek izstaroti fotoelektriskajā efektā un fotoelektriskajā efektā, rada atšķirību starp tiem. Prefikss “foto” šajos divos terminos liek domāt, ka abi šie procesi notiek gaismas mijiedarbības dēļ. Faktiski tie ir saistīti ar elektronu emisiju, absorbējot enerģiju no gaismas. Tomēr tie atšķiras pēc definīcijas, jo katrā gadījumā progresēšanas posmi ir atšķirīgi. Galvenā atšķirība starp abiem procesiem ir tāda, ka fotoelektriskajā efektā elektroni tiek izstaroti telpā, savukārt fotoelektriskajā efektā izstarotie elektroni tieši nonāk jaunā materiālā. Šeit to sīkāk apspriedīsim.

Kas ir fotoelektriskais efekts?

Tas bija Alberts Einšteins kurš šo ideju ierosināja 1905. gadā, izmantojot eksperimentālus datus. Viņš arī izskaidroja savu teoriju par gaismas daļiņu raksturu, apstiprinot viļņu-daļiņu divdabības esamību visiem matērijas un starojuma veidiem. Savā fotoelektriskā efekta eksperimentā viņš skaidro, ka, ja uz laiku metālam tiek uzlikta gaisma, metāla atomos esošie brīvie elektroni var absorbēt gaismas enerģiju un izkļūt no virsmas, kas pati izstaro kosmosā. Lai tas notiktu, gaismai ir jābūt enerģijas līmenim, kas pārsniedz noteiktu robežvērtību. Šo sliekšņa vērtību sauc arī par “darba funkcija'no attiecīgā metāla. Un tā ir minimālā enerģija, kas nepieciešama, lai noņemtu elektronu no tā apvalka. Papildu enerģija tiks pārveidota par elektronu kinētisko enerģiju, ļaujot tai pēc brīvas pārvietošanās brīvi pārvietoties. Tomēr, ja tiek nodrošināta tikai enerģija, kas vienāda ar darba funkciju, izstarotie elektroni paliks uz metāla virsmas, nespējot kustēties kinētiskās enerģijas trūkuma dēļ.

Lai gaisma nodotu savu enerģiju elektronam, kas ir materiālās izcelsmes, tiek uzskatīts, ka gaismas enerģija faktiski nav nepārtraukta kā vilnis, bet nāk atsevišķās enerģijas paketēs, kuras sauc par 'kvantas.“Tāpēc gaisma var pārnest katru enerģijas kvantitāti uz atsevišķiem elektroniem, liekot tiem izstumt no korpusa. Turklāt, kad metāls tiek fiksēts kā katods vakuuma caurulē ar uztverošo anodu pretējā pusē ar ārēju ķēdi, no katoda izstumtos elektronus piesaista anods, kuru uztur ar pozitīvu spriegumu un tāpēc vakuumā tiek pārvadīta strāva, kas pabeidz ķēdi. Tas bija Alberta Einšteina atradumu pamatā, kas viņam 1921. gadā ieguva Nobela prēmiju fizikā.

Kas ir fotoelementu efekts?

Pirmoreiz šo parādību novēroja franču fiziķis A. E. Bekerels 1839. gadā, kad viņš mēģināja radīt strāvu starp divām platīna un zelta plāksnēm, kas iegremdētas šķīdumā un pakļautas gaismai. Šeit notiek tas, ka elektroni metāla valences joslā absorbē enerģiju no gaismas un, ierosinot, lec uz vadīšanas joslu, tādējādi kļūstot brīvi pārvietoties. Pēc tam šos satrauktos elektronus paātrina iebūvētais savienojuma potenciāls (Galvani potenciāls), lai tie varētu tieši šķērsot no viena materiāla uz otru pretstatā tam, ka šķērso vakuuma telpu, piemēram, fotoelektriskā efekta gadījumā, kas ir grūtāk. Saules baterijas darbojas pēc šīs koncepcijas.

Kāda ir atšķirība starp fotoelektrisko efektu un fotoelektrisko efektu?

• Fotoelektriskajā efektā elektroni tiek izstaroti vakuuma telpā, turpretī fotoelektriskajā efektā elektroni tieši izstaro citā materiālā..

• Fotoelektriskais efekts tiek novērots starp diviem metāliem, kas ir savstarpēji saistīti šķīdumā, bet fotoelektriskais efekts notiek katoda staru caurulē, piedaloties katodam un anodam, kas savienots ar ārēju ķēdi.

• Fotoelektriskā efekta radīšana ir grūtāka, salīdzinot ar fotoelektrisko efektu.

• Izstaroto elektronu kinētiskajai enerģijai ir liela loma strāvā, ko rada fotoelektriskais efekts, savukārt fotoelektriskā efekta gadījumā tā nav tik svarīga.

• Fotoelektriskā efekta izstarotie elektroni tiek izstumti caur savienojuma potenciālu pretstatā fotoelektriskajam efektam, kur nav iesaistīts savienojuma potenciāls..

Attēli pieklājīgi:

1. Feitscherg fotoelektriskais efekts (CC BY-SA 3.0)
2. Ncouniot fotoelektriskā efekta shematisks attēls (CC BY-SA 3.0)