Qual è l'effetto fotoelettrico?
Quando la materia viene colpita da onde elettromagnetiche con lunghezze d'onda relativamente brevi, come la luce ultravioletta o la luce visibile, i suoi atomi possono emettere elettroni. Questo processo è noto come effetto fotoelettrico o, meno comunemente, l'effetto Hertz e si verifica perché le onde elettromagnetiche possiedono energia in grado di spostare gli elettroni in un atomo. L'osservazione dell'effetto fotoelettrico ha aiutato a chiarire alcuni problemi sulla natura della luce e sulla natura degli atomi. È stato scoperto che la luce può agire sia come un'onda che come una particella; la luce viaggia nel moto ondoso ma può avere un impatto fisico sulle superfici e persino causare cambiamenti meccanici spostando gli elettroni dagli atomi.
L'effetto fotoelettrico si osserva di solito quando la luce brilla su superfici metalliche. Il raggio di luce che brilla in una superficie metallica viene chiamato fotocatodo e gli elettroni che espelle da un atomo sono chiamati fotoelettroni . La luce brillante su una superficie metallica conduttiva può effettivamente causare la formazione di una corrente elettrica, chiamata fotocorrente . Un materiale sensibile alla luce, come i metalli che possono trasportare una corrente elettrica a causa della luce, vengono definiti sostanze fotosensibili .
Il numero di elettroni espulsi a causa dell'effetto fotoelettrico è strettamente correlato alla frequenza e all'intensità della luce che brillava sulla superficie del metallo. La luce a bassa frequenza, che ha una lunga lunghezza d'onda, tende a spostare pochi o eventuali elettroni da una superficie metallica. Questo è vero se la luce è di alta o bassa intensità. Ad alta frequenza, tuttavia, la luce tende a spostare molti più elettroni, specialmente se la luce è particolarmente intensa. Ciò significa fondamentalmente che, a qualsiasi intensità, la luce rossa rilascerà pochissimi elettroni ma la luce blu ne rimuoverà molti.
L'osservazione dell'effetto fotoelettrico ha presentato forti prove della natura quantistica della luce, che in precedenza non aveva avuto molto supporto. Sosteneva anche la teoria della dualità onda-particella della luce in un momento in cui la maggior parte degli scienziati credeva che la luce si comportasse come una particella o un'onda, non entrambe.
La luce esiste in particelle discrete note come fotoni , che sono scientificamente descritte come quanti di luce. Un fotone è un quanto di luce; è la più piccola unità di luce che può eventualmente interagire con qualsiasi altra cosa. Quanta di luce colpiscono e rimuovono gli elettroni quando la luce brilla su una superficie metallica; questo è l'effetto fotoelettrico.