Hva er den fotoelektriske effekten?

Når materie blir truffet av elektromagnetiske bølger med relativt korte bølgelengder, for eksempel ultrafiolett lys eller synlig lys, kan dens atomer avgi elektroner. Denne prosessen er kjent som den fotoelektriske effekten eller, mindre vanlig, Hertz -effekten , og den oppstår fordi elektromagnetiske bølger har energi som er i stand til å fjerne elektronene i et atom. Observasjonen av den fotoelektriske effekten bidro til å avklare noen problemer om lysets natur og om atomer. Lys, ble det oppdaget, kan fungere både som en bølge og som en partikkel; Lys reiser i bølgebevegelse, men kan fysisk påvirke overflater og til og med forårsake mekanisk endring ved å fjerne elektroner fra atomer.

Den fotoelektriske effekten blir vanligvis observert når lys skinner på metalliske overflater. Lysstrålen som lyser i en metalloverflate blir referert til som fotokathode , og elektronene som den kastes ut fra et atom kalles fotoelektroner . Skinner ligt på en ledende metalloverflate kan faktisk føre til at en elektrisk strøm, kalt en foturrent , dannes. Et materiale som er følsomt for lys, for eksempel metaller som kan bære en elektrisk strøm på grunn av lys, blir referert til som lysfølsomme stoffer .

Antall elektroner som er kastet ut som et resultat av den fotoelektriske effekten er nært beslektet med frekvensen og intensiteten til lyset skinte på metalloverflaten. Lys med lav frekvens, som har en lang bølgelengde, har en tendens til å fjerne få, om noen, elektroner fra en metallisk overflate. Dette er sant hvis lyset har høy intensitet eller lav intensitet. Ved høy frekvens har imidlertid lys en tendens til å løsne langt flere elektroner, spesielt hvis lyset er spesielt intenst. Dette betyr i utgangspunktet at rødt lys i enhver intensitet vil frigjøre svært få elektroner, men blått lys vil løsne mange.

observasjonenav den fotoelektriske effekten presenterte sterke bevis for kvantum naturen til lys, som tidligere ikke hadde hatt mye støtte. Den støttet også bølgepartikelen dualitetsteori om lys i en tid da de fleste forskere mente at lys oppførte seg som enten en partikkel eller en bølge, ikke begge deler.

lys eksisterer i diskrete partikler kjent som fotoner , som er vitenskapelig beskrevet som kvanta av lys. Ett foton er ett kvantum av lys; Det er den minste lysenhet som muligens kan samhandle med noe annet. Kvanta av lys streik og løsne elektroner når lys lyser på en metallisk overflate; Dette er den fotoelektriske effekten.