Efektu Fotoelektrikoa: Azalpena eta Einsteinen Teoria
Efektu Fotoelektrikoa
Deskribapena
Gainazal metaliko batzuk argiaren eraginpean jartzean (argi ikusgaia edo ultramorea), gainazal horiek elektroiak igortzen dituzte (fotoelektroi izenekoak). Fenomeno horri efektu fotoelektrikoa deritzo.
- W -> elektroiak metaletik erauzteko egin beharreko lana, 0 lotura-energiaren menpekoa. Erauzketa-lana edo metalaren lan funtzioa deritzo.
- V -> Anodoa negatiboki konektatzen denean aldarapen-potentzialaren balio konkretu bat non d elektroirik ez den iristen anodora. Geldiarazpen-potentziala deritzo. Ezmax = e · Vd
Fisika Klasikoak Azaltzen Ez Dituen Fenomenoak
- Elektroien igorpena f maiztasuna, maiztasun minimo bat baino handiagoa denean bakarrik gertatzen da: maiztasun minimo hori metal bakoitzaren ezaugarri propioa da, eta atari maiztasuna deritzo, fa.
- Igorritako elektroien kopurua argiaren intentsitatearekiko proportzionala da.
- Igorritako edo ateratako elektroien energia zinetikoa orduan eta handiagoa da zenbat eta handiago izan erradiazio erasotzailearen maiztasuna. Fotoelektroien energia zinetiko maximoak ez du zerikusirik argiaren intentsitatearekin, baina bai argiaren maiztasunarekin.
- Metala argiz erasotzea eta efektu fotoelektrikoa aldiberekoak dira. Ez dago atzerapen-denborarik metalaren argiztapenaren eta fotoelektroien igorpenaren artean.
Einsteinen Azalpena Teoria Kuantikoaren Bidez
Albert Einsteinek efektu fotoelektrikoaren azalpena eskaini zuen. Planck-en teoria kuantikoa erabiliz, erradiazio elektromagnetiko batek igortzen duen energia kuantizaturik dagoela proposatu zuen.
- Energia-kuantoak fotoiak dira, hau da, metalera iristen den argia fotoiz osatuta dago. Bakoitzaren energia maiztasunarekiko zuzenki proporzionala da E = h · f -> h: Planck-en konstantea
- Metalarekin lotura-energia minimoa duten elektroiak energia zinetiko maximoa izango dute. EZ = h · f - W0 hf argi erasotzailearen fotoi baten energia W0 metal bakoitzaren ezaugarria den lan-funtzioa.
- Aurreko gertaerak Einsteinen teoriarekin azaltzen dira:
- Ez dago inolako atzerapenik, elektroiak igortzeko iritsi behar den gutxieneko energia fotoiak darama. Fotoiaren energia metal-elektroi lotura baino handiagoa bada, elektroia askatuko da atzerapenik gabe; energia nahikoa ez bada, ez da elektroia aterako metaletik.
- Argi erasotzailearen intentsitatea handitzen bada, argi erasotzailearen fotoi kopurua handituko da, baina ez da aldatuko fotoi bakoitzaren energia maiztasuna aldatzen ez bada. (E = h · f)
- Argi erasotzailearen fotoi baten gutxienezko energia elektroi bat igortzeko h f = W0 izan beharko da. (f = fa), eta elektroiaren energia zinetikoa 0 izango da. Argi erasotzailearen energia hori baino txikiagoa bada (edo f < fa bada), ez da elektroirik igorriko.