• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Efekt fotoelektryczny



    Podstrony: 1 [2] [3] [4]
    Przeczytaj także...
    Gaz – stan skupienia materii, w którym ciało fizyczne łatwo zmienia kształt i zajmuje całą dostępną mu przestrzeń. Właściwości te wynikają z własności cząsteczek, które w fazie gazowej mają pełną swobodę ruchu. Wszystkie one cały czas przemieszczają się w przestrzeni zajmowanej przez gaz i nigdy nie zatrzymują się w jednym miejscu. Między cząsteczkami nie występują żadne oddziaływania dalekozasięgowe, a jeśli, to bardzo słabe. Jedyny sposób, w jaki cząsteczki na siebie oddziałują, to zderzenia. Oprócz tego, jeśli gaz jest zamknięty w naczyniu, to jego cząsteczki stale zderzają się ze ściankami tego naczynia, wywierając na nie określone i stałe ciśnienie.Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki, to uznawane za najbardziej prestiżowe wyróżnienie za wybitne osiągnięcia naukowe. Przyznawana jest ona od 1901 roku przez Fundację Noblowską.

    Efekt fotoelektryczny (zjawisko fotoelektryczne, fotoefekt, fotoemisja) – zjawisko fizyczne polegające na emisji elektronów z powierzchni przedmiotu, zwane również precyzyjniej zjawiskiem fotoelektrycznym zewnętrznym – dla odróżnienia od wewnętrznego.

    W zjawisku fotoelektrycznym wewnętrznym nośniki ładunku są przenoszone pomiędzy pasmami energetycznymi, na skutek naświetlania promieniowaniem elektromagnetycznym (na przykład światłem widzialnym) o odpowiedniej częstotliwości, zależnej od rodzaju przedmiotu.

    Emitowane w zjawisku fotoelektrycznym elektrony nazywa się czasem fotoelektronami. Energia kinetyczna fotoelektronów nie zależy od natężenia światła, a jedynie od jego częstotliwości. Gdy oświetlanym ośrodkiem jest gaz, zachodzi zjawisko fotojonizacji, natomiast gdy zachodzi zjawisko fotoelektryczne wewnętrzne, mówi się o fotoprzewodnictwie.

    Język rosyjski (ros. русский язык, russkij jazyk; dawniej też: język wielkoruski) – język należący do grupy języków wschodniosłowiańskich, posługuje się nim jako pierwszym językiem około 145 mln ludzi, ogółem (według różnych źródeł) 250-300 mln. Jest językiem urzędowym w Rosji, Kirgistanie i na Białorusi, natomiast w Kazachstanie jest językiem oficjalnym oraz jest jednym z pięciu języków oficjalnych a jednocześnie jednym z sześciu języków konferencyjnych Organizacji Narodów Zjednoczonych. Posługuje się pismem zwanym grażdanką, graficzną odmianą cyrylicy powstałą na skutek jej upraszczania.Philipp Eduard Anton von Lenard (ur. 7 czerwca 1862 w Bratysławie (wówczas Austro-Węgry), zm. 20 maja 1947 w Messelhausen) – fizyk urodzony w węgierskiej części Austro-Węgier, ale w swej postawie skrajnie proniemiecki; laureat nagrody Nobla w dziedzinie fizyki z 1905 roku za pracę nad promieniowaniem katodowym.

    Odkrycie i wyjaśnienie efektu fotoelektrycznego przyczyniło się do rozwoju korpuskularno-falowej teorii materii, w której obiektom mikroświata przypisywane są jednocześnie własności falowe i materialne (korpuskularne). Wyjaśnienie i matematyczny opis efektu fotoelektrycznego pochodzi od Alberta Einsteina. Jego praca z 1905 roku wysuwała hipotezę kwantów światła, nazwanych potem fotonami. Powstała niezależnie od pracy Maxa Plancka w 1900 roku, gdzie wysunięto dużo słabszą hipotezę skwantowanej emisji promieniowania. Za odkrycie praw efektu fotoelektrycznego Einstein otrzymał nagrodę Nobla za rok 1921.

    Fotoprzewodnictwo – zmiana przewodnictwa elektrycznego materiału pod wpływem promieniowania świetlnego. Ma ono miejsce gdy energia fotonów promieniowania świetlnego padającego na półprzewodnik jest większa niż szerokość pasma zabronionego następuje przechodzenie elektronów do pasma przewodnictwa i zwiększenie się konduktywności półprzewodnika. Największa długość fali promieniowania wywołującego efekt fotoprzewodnictwa nazywa się długość progową fali i jest zależna od szerokości pasma zabronionego półprzewodnika.Fizyka klasyczna – określenie wszystkich gałęzi fizyki, które w swych badaniach z rozmaitych względów nie uwzględniają efektów kwantowych. Obejmuje między innymi:

    Historia odkrycia[ | edytuj kod]

    Doświadczenie Hertza z cewką[ | edytuj kod]

    W roku 1887 Hertz opublikował wyniki swych badań nad przeskokiem iskier w iskrowniku cewki odbierającej fale elektromagnetyczne. Zbudowany przez niego odbiornik fal składał się z obręczy i cewki zapłonowej – ilekroć odbiornik rejestrował fale elektromagnetyczne, na cewce przeskakiwała iskra. Hertz umieścił swe urządzenie w ciemnym pudle, by iskra była lepiej widoczna i zaobserwował, że spowodowało to osłabienie iskry. Okazało się, że szyba izolująca źródło fal i odbiornik pochłaniała promieniowanie ultrafioletowe, które docierając w obszar szczeliny, sprzyjało przeskokowi elektronów, a tym samym wzmacniało iskrę. Użycie kwarcu zamiast szkła nie powodowało osłabienia iskry, gdyż kwarc nie pochłania promieniowania ultrafioletowego. Hertz nie analizował dalej zaobserwowanego przez siebie zjawiska i ograniczył się do publikacji swych wyników.

    Heinrich Rudolf Hertz (ur. 22 lutego 1857 w Hamburgu, zm. 1 stycznia 1894 w Bonn) – niemiecki fizyk, odkrywca fal elektromagnetycznych.Światłość (natężenie źródła światła) w fotometrii – wielkość charakteryzująca wizualną jasność źródła światła. Światłość jest podstawową wielkością w fotometrii wizualnej. Jednostką światłości jest kandela, która należy do jednostek podstawowych układu jednostek SI.

    Pierwsze prawo fotoefektu Stoletowa[ | edytuj kod]

    efekt fotoelektryczny

    W 1888 Stoletow rozpoczął badania fotoefektu, odkrytego rok wcześniej przez Hertza. W 1889 opublikował ich rezultaty w fundamentalnej pracy Актино-электрические исследования (ros. Badania aktyno-elektryczne ; transkr. Aktino-elektriczeskije issledowanija; tak Stoletow nazywał fotoefekt). Przeprowadzając serię oryginalnych eksperymentów, Stoletow odkrył pierwsze prawo fotoefektu (zwane prawem Stoletowa), zgodnie z którym natężenie fotoprądu jest wprost proporcjonalne do intensywności padającego światła.

    Siła elektromotoryczna (SEM) – czynnik powodujący przepływ prądu w obwodzie elektrycznym równy energii elektrycznej uzyskanej przez jednostkowy ładunek przemieszczany w urządzeniu (źródle) prądu elektrycznego w przeciwnym kierunku do sił pola elektrycznego oddziałującego na ten ładunek.Fotokomórka - element urządzeń elektronicznych służący do pomiaru światła wykonany jako fotodioda próżniowa lub półprzewodnikowa, fototranzystora, fotorezystora i innych elementów elektronicznych wrażliwych na padające na nie promieniowanie.

    Thomson i odkrycie elektronu[ | edytuj kod]

    W roku 1899 Thomson badał promieniowanie ultrafioletowe powstające w lampie katodowej. Zainspirowany pracami Maxwella stwierdził, że promienie katodowe są strumieniem ujemnie naładowanych cząstek, które nazwał korpuskułami, a które dziś znamy jako elektrony. Odwracając eksperyment, Thomson umieścił metalową blaszkę (katodę) w rurze próżniowej i wystawił ją na promieniowanie o wysokiej częstotliwości. Zmienne pole elektromagnetyczne powodowało powstawanie w metalu prądu o natężeniu zależnym od natężenia i barwy światła, jakim naświetlał rurę.

    Łuk elektryczny, wyładowanie łukowe – ciągłe wyładowanie elektryczne zazwyczaj w gazie pod ciśnieniem normalnym (atmosferycznym) lub wyższym. Cechą charakterystyczną jest bardzo mały wewnętrzny opór elektryczny. Wyładowanie zachodzi pomiędzy dwiema elektrodami z materiału przewodzącego prąd elektryczny lub między stykami łącznika elektrycznego mechanizmowego w trakcie wyłączania prądu elektrycznego.Praca wyjścia – najmniejsza energia, jaką należy dostarczyć elektronowi danego ciała, aby opuścił on ciało i stał się elektronem swobodnym.

    Obserwacje von Lenarda[ | edytuj kod]

    Trzy lata później, w roku 1902, Philipp von Lenard stwierdził zależność między emisją elektronów a intensywnością i częstotliwością światła padającego na powierzchnię emisyjną. Lenard używał mocnego światła łukowego, dzięki któremu mógł w dużym zakresie regulować jego natężenie i częstotliwość. Zmieniał także napięcie między płytką emitującą (katodą) a odbierającą elektrony. Zauważył, że powyżej pewnej wartości dodatniego napięcia przyłożonego do płytki zanika prąd emisji, przy czym napięcie to zależy wyłącznie od częstotliwości padającego światła, a nie jego natężenia. Przykładając napięcie ujemne, obserwował początkowo wzrost prądu przy zwiększaniu napięcia, później natężenie prądu nie rosło. Maksymalne natężenie prądu zależało od natężenia oświetlenia. Jego eksperymenty dostarczały zbyt mało danych ilościowych, by na ich podstawie móc wyjaśnić obserwowany fenomen. Doświadczenie opracowane przez Lenarda wzbudziło zainteresowanie zjawiskiem.

    Częstotliwość (częstość) – wielkość fizyczna określająca liczbę cykli zjawiska okresowego występujących w jednostce czasu. W układzie SI jednostką częstotliwości jest herc (Hz). Częstotliwość 1 herca odpowiada występowaniu jednego zdarzenia (cyklu) w ciągu 1 sekundy. Najczęściej rozważa się częstotliwość w ruchu obrotowym, częstotliwość drgań, napięcia, fali.Noktowizor to urządzenie umożliwiające widzenie w ciemności. Jest ono wykorzystywane przez wojsko lub oddziały paramilitarne, a także przez myśliwych do obserwacji otoczenia w nocy lub przy znikomym oświetleniu (np. w jaskiniach oraz ciemnych pomieszczeniach). Dzięki noktowizorom żołnierze są w stanie dostrzec swoich przeciwników bez używania dodatkowych źródeł światła.

    Einstein i hipoteza kwantów[ | edytuj kod]

    Wyjaśnienie efektu fotoelektrycznego jest niemożliwe na gruncie fizyki klasycznej (elektrodynamiki klasycznej), zakładającej, że światło jest falą elektromagnetyczną – należałoby raczej oczekiwać, że energia fotoelektronów zależy od natężenia fali świetlnej.

    Zjawisko zostało wyjaśnione w roku 1905 przez Alberta Einsteina, opierającego się na założeniach mechaniki kwantowej. Tym samym zjawisko fotoelektryczne, obok efektu Comptona, stało się kluczowym dowodem na kwantową naturę światła.

    Wydawnictwa Naukowo-Techniczne (WNT) – polskie wydawnictwo założone w 1949 z siedzibą w Warszawie, do 1961 działało pod firmą Państwowe Wydawnictwa Techniczne.Stała materiałowa – fizyczna lub chemiczna właściwość danej substancji, która może być wyrażona liczbowo. Podanie precyzyjnej wartości liczbowej stałej wymaga często określenia warunków zewnętrznych (np. temperatury, ciśnienia, wilgotności). Wartości stałych materiałowych są zazwyczaj podawane w postaci stabelaryzowanej. Są wydawane książki w całości poświęcone prezentacji tych stałych.


    Podstrony: 1 [2] [3] [4]




    Warto wiedzieć że... beta

    Próżnia – w rozumieniu tradycyjnym pojęcie równoważne pustej przestrzeni. We współczesnej fizyce, technice oraz rozumieniu potocznym pojęcie próżni ma zupełnie odmienne konotacje.
    Zjawisko fizyczne – przemiana, na skutek której zmieniają się właściwości fizyczne ciała lub obiektu fizycznego.
    Ultrafiolet, nadfiolet, promieniowanie ultrafioletowe, promieniowanie nadfioletowe (skrót UV) – promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali od 10 nm do 400 nm (niektóre źródła za ultrafiolet przyjmują zakres 100–400 nm), niewidzialne dla człowieka. Promieniowanie ultrafioletowe są to fale krótsze niż promieniowanie widzialne i dłuższe niż promieniowanie rentgenowskie. Zostało odkryte niezależnie przez niemieckiego fizyka, Johanna Wilhelma Rittera, i brytyjskiego chemika, Williama Hyde’a Wollastona, w 1801 roku.
    Pasmowa teoria przewodnictwa elektrycznego – kwantowomechaniczna teoria opisująca przewodnictwo elektryczne. W przeciwieństwie do teorii klasycznej punktem wyjścia w tej teorii jest statystyka Fermiego-Diraca i falowa natura elektronów. Najważniejszym pojęciem tej teorii jest pasmo energetyczne - jest to przedział energii, jaką mogą posiadać elektrony w przewodniku. Istnienie ciągłego widma energetycznego jest związane z oddziaływaniem na siebie poszczególnych atomów (jest to zbiór bardzo blisko położonych widm liniowych), natomiast występowanie obszarów zabronionych wynika z warunków nakładanych na periodyczność funkcji falowej elektronów.
    Emisja elektronów – zjawisko fizyczne polegające na wyrzucaniu elektronów z przewodnika, półprzewodnika, a w wyjątkowych przypadkach również z izolatorów do otoczenia. Do wyrzucenia elektronu z ciała potrzebna jest energia do pokonania przyciągania ciała w ilości równej lub większej niż praca wyjścia. W zależności od źródła energii dostarczanej emitowanym elektronom rozróżniane są:
    Stała Plancka (oznaczana przez h) jest jedną z podstawowych stałych fizycznych. Ma wymiar działania, pojawia się w większości równań mechaniki kwantowej.
    Cewka zapłonowa – transformator impulsowy (właściwie: induktor) w bateryjnym układzie zapłonowym silników spalinowych. Uzwojenie pierwotne transformatora zawiera kilkadziesiąt zwojów, a uzwojenie wtórne kilka tysięcy zwojów. Obwód uzwojenia pierwotnego jest cyklicznie w odpowiednich momentach pracy silnika przerywany przez przerywacz mechaniczny lub elektroniczny. Rozłączenie uzwojenia pierwotnego powoduje skok napięcia na uzwojeniu wtórnym i wygenerowanie pojedynczego impulsu napięciowego, dającego iskrę na świecy zapłonowej. Silniki o takim systemie zapłonu nazywane są silnikami o zapłonie iskrowym.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.044 sek.