Jaký je fotoelektrický efekt?

Když je hmota zasažena elektromagnetickými vlnami s relativně krátkými vlnovými délkami, jako je ultrafialové světlo nebo viditelné světlo, jeho atomy mohou emitovat elektrony. Tento proces je známý jako fotoelektrický efekt nebo, méně běžně, efekt Hertz , a vyskytuje se, protože elektromagnetické vlny mají energii, která je schopna uvolnit elektrony v atomu. Pozorování fotoelektrického efektu pomohlo objasnit některé problémy o povaze světla a o povaze atomů. Bylo objeveno světlo, může působit jako vlna i jako částice; Světlo cestuje ve vlnovém pohybu, ale může fyzicky ovlivnit povrchy a dokonce způsobit mechanickou změnu vypuštěním elektronů z atomů. Paprsek světla, který je zářil na kovovém povrchu, se označuje jako fotokatoda a elektrony, které vysune z atomu, se nazývají fotoelektrony . Shining Light na vodivém kovovém povrchu může ve skutečnosti způsobit, že se vytvoří elektrický proud, nazývaný fotoproud . Materiál, který je citlivý na světlo, jako jsou kovy, které mohou nést elektrický proud kvůli světlu, se označuje jako fotocitlivé látky .

Počet elektronů vypuštěných v důsledku fotoelektrického efektu úzce souvisí s frekvencí a intenzitou světla zářila na kovovém povrchu. Nízkofrekvenční světlo, které má dlouhou vlnovou délku, má tendenci uvolnit několik, pokud vůbec, elektrony z kovového povrchu. To platí, pokud je světlo vysoké intenzity nebo nízké intenzity. Při vysoké frekvenci však světlo má tendenci uvolnit mnohem více elektronů, zejména pokud je světlo zvláště intenzivní. To v podstatě znamená, že červené světlo při jakékoli intenzitě uvolní jen velmi málo elektronů, ale modré světlo vypustí mnoho.

PozorováníFotoelektrický efekt představoval silný důkaz kvantové povahy světla, který dříve neměl velkou podporu. Podporovala také teorii duality vlnové částice v době, kdy většina vědců věřila, že světlo se chovalo jako částice nebo vlna, ne obojí.

Světlo existuje v diskrétních částicích známých jako fotony , které jsou vědecky popsány jako quata světla. Jeden foton je jeden kvantum světla; Je to nejmenší jednotka světla, která může interagovat s čímkoli jiným. Quata světelného úderu a uvolnění elektronů, když je na kovovém povrchu zářilo světlo; Toto je fotoelektrický efekt.