Efektu fotoelektrikoa
Enviado por Chuletator online y clasificado en Física
Escrito el en 
vasco con un tamaño de 8,51 KB
19- Efektu fotoelektrikoa. Deskribapena. Azalpen kuantikoa. Einsteinen teoria. Atari- maiztasuna. Erauzte-lana.
Efektu fotoelektrikoaren deskribapena
Hertzek, 1887an, aurkitu eta deskribatu egin zuen efektu fotoelektrikoa. Efektu hori honetan datza: gainazal metaliko batzuk argiaren eraginpean jartzean (argi ikuskorra edo ultramorea) elektroiak igortzen dituzte (foto-elektroi izenekoak).
Esperimentuen arabera honako fenomeno hauek gertatzen ziren, batzuk Fisika
Klasikoak azaltzen ez zituenak:
Klasikoak azaltzen ez zituenak:
1. Igorritako elektroien kopurua argiaren intentsitatearekiko proportzionala da. 2. Elektroien igorpena erradiazioaren maiztasuna minimo bat baino handiagoa denean gertatzen da soilik; maiztasun minimo hori metal bakoitzaren ezaugarri propioa da eta atari-maiztasuna deritzo, f0. Teoria klasikoaren arabera, efektu fotoelektrikoa argiaren edozein maiztasunetan gertatu beharko litzateke, argiaren intentsitatea behar bezain handia izanez gero. 3. Igorritako edo ateratako elektroien energia zinetikoa orduan eta handiagoa da zenbat eta handiago izan erradiazio erasotzailearen maiztasuna. Izan ere, (ferasotzaile −f0 )-ren proportzionala da baina ez da argiaren intentsitatearen menpekoa eta azkenengo gertaera hori ezin da teoria klasikoaren bitartez azaldu. 4. Ez da itxaron behar argia piztu eta elektroiak ateratzen ikusteko. Baita argia itzali eta aldi berean elektroiak ez dira gehiago aterako: metala argiz erasotzea eta efektu fotoelektrikoa aldiberekoak dira. Teoria klasikoaren arabera, intentsitatea ahula bada, atzerapena egon beharko litzateke argiztatzearen eta efektu fotoelektrikoaren artean.
Einsteinen azalpena teoria kuantikoaren bidez
1905ean, Albert Einsteinek efektu fotoelektrikoaren azalpena eskaini zuen. Planck-en teoria kuantikoa erabiliz, Einsteinek erradiazio elektromagnetiko batek igortzen duen energia kuantizaturik dagoela proposatu zuen. Energia-kuantoak fotoiak dira eta bakoitzaren energia maiztasunarekiko zuzenki proportizonala:
E= hf non h Planck-en konstantea den
▪Fotoien bidez efektu fotoelektrikoa erraz azaltzen da: f maiztasuneko argiaren energia hf energia duten fotoien bidez dator; argiaren intentsitatea aldatu eta fotoi kopuru ezberdina etorriko da baina fotoi bakoitzaren energia berdina izango da, argiaren maiztasuna ez badugu aldatzen.
▪ Metaletan elektroiak daude, eta nahiz eta barruan aske egon metalatik ateratzeko energia eman behar zaie, gehiago edo gutxiago metalaren arabera. Energia hori erauzte-lana da, W, eta metal bakoitzaren ezaugarria.
▪ Metala argiztatzean, elektroi batek f maiztasuneko fotoi bat xurgatuko du eta bere energia bereganatu. Fotoiaren energia nahikoa bada elektroia aterako da eta gainera energia zinetiko batez:
Ez= hf-W
Atari-maiztasuna, f0, aurrekoan esan dugun bezala, bada maiztasun minimoa efektu fotoelektrikoa gertatzeko. Horrek esan nahi du horrelako maiztasuna duen fotoi baten energia dela, hain justu, metalaren erauzte-lana:
W = hf0
Eta, orduan, enegia zinetikoa: Ez=hf-hf0=h(f-f0)
edo energia-balantzea eginda: hf = hf0+ Ez
Beraz, Einsteinen teoria kuantikoak erantzuna eman zien ikuspuntu klasikotik azalpenik ez zuten efektu fotoelektrikoaren alderdi batzuei:
- Efektu fotoelektrikoa gertatzeko fotoiaren energia minimoa erauzte-lanaren berdina izan behar da. Erradiazioaren maiztasuna f0 baino txikiagoa bada ezin izango da inolako elektroirik erauzi.
- Argiaren intentsitatea handiagotzean, fotoien kopurua ere handiagotzen da, eta, beraz, korrontearen intentsitatea ere bai. Horrek ez du aldatzen fotoi bakoitzaren energia, hf balioa duena, eta, ondorioz ez du aldatzen foto-elektroi bakoitzaren energia zinetikoa. - Elektroi bat erauzteko behar den energia fotoi bat xurgatuta lortzen denez (eta ez energia txikiagoko hainbat fotoi xurgatuz), ez dago inolako atzerapenik elektroien igorpenean.
Zelula fotoelektrikoaren eskema