Vad är den fotoelektriska effekten?

När materien slås av elektromagnetiska vågor med relativt korta våglängder, såsom ultraviolett ljus eller synligt ljus, kan dess atomer avge elektroner. Denna process är känd som Den fotoelektriska effekten eller, mindre vanligt, Hertz -effekten , och det inträffar eftersom elektromagnetiska vågor har energi som kan lossa elektronerna i en atom. Observationen av den fotoelektriska effekten hjälpte till att klargöra vissa problem om ljusets natur och om atomernas natur. Ljus, upptäcktes, kan fungera både som en våg och som en partikel; Ljuliga resor i vågrörelse men kan fysiskt påverka ytor och till och med orsaka mekanisk förändring genom att lossa elektroner från atomer.

Den fotoelektriska effekten observeras vanligtvis när ljuset lyser på metalliska ytor. Ljustrålen som skenas i en metallyta kallas fotokatoden , och elektronerna som den ejserar från en atom kallas fotoelektroner . Lysande lighT på en ledande metallyta kan faktiskt orsaka en elektrisk ström, kallad en fotolokrent , att bildas. Ett material som är känsligt för ljus, såsom metaller som kan bära en elektrisk ström på grund av ljus, kallas fotokänsliga ämnen .

Antalet elektroner som utkastats till följd av den fotoelektriska effekten är nära besläktad med frekvensen och intensiteten på ljuset sken på metallytan. Lågfrekvensljus, som har en lång våglängd, tenderar att lossna få, om några, elektroner från en metallisk yta. Detta gäller om ljuset är av hög intensitet eller låg intensitet. Vid hög frekvens tenderar dock ljus att lossa mycket fler elektroner, särskilt om ljuset är särskilt intensivt. Detta innebär i princip att rött ljus vid vilken intensitet som helst kommer att frigöra mycket få elektroner men blått ljus kommer att lossna många.

observationenav den fotoelektriska effekten presenterade starka bevis för ljusets kvantens natur, som tidigare inte hade haft mycket stöd. Det stödde också vågpartikelens dualitetsteori om ljus vid en tidpunkt då de flesta forskare trodde att ljus uppförde sig som antingen en partikel eller en våg, inte båda.

Ljus finns i diskreta partiklar kända som fotoner , som vetenskapligt beskrivs som kvant av ljus. En foton är en kvantitet ljus; Det är den minsta ljusenheten som möjligen kan interagera med allt annat. Kvant av lätt strejk och lossna elektroner när ljus skenas på en metallisk yta; Detta är den fotoelektriska effekten.