Odkryc Fizyke 1 Sprawdzian Efekt Fotoelektryczny
Efekt fotoelektryczny to zjawisko emisji elektronów z powierzchni materiału (zazwyczaj metalu) pod wpływem promieniowania elektromagnetycznego, takiego jak światło. Innymi słowy, światło uderzające w metal może wybić z niego elektrony.
Aby zrozumieć efekt fotoelektryczny, rozważmy następujące kroki:
- Padające promieniowanie: Foton, czyli kwant energii światła, uderza w powierzchnię metalu. Przykład: Świecimy światłem ultrafioletowym na płytkę cynkową.
- Absorpcja energii: Elektron w metalu absorbuje energię fotonu. Energia fotonu zależy od częstotliwości (lub długości fali) światła. Im wyższa częstotliwość, tym wyższa energia. Przykład: Foton światła niebieskiego ma więcej energii niż foton światła czerwonego.
- Praca wyjścia: Elektron musi pokonać siły wiążące go z metalem. Praca wyjścia (W) to minimalna energia potrzebna elektronowi do opuszczenia powierzchni. Przykład: Różne metale mają różną wartość pracy wyjścia (np. sód ma niską, a platyna wysoką).
- Emisja elektronu: Jeśli energia fotonu (E) jest większa niż praca wyjścia (W), elektron zostaje wybity z metalu. Nadmiar energii zamienia się w energię kinetyczną (Ek) elektronu. Matematycznie: Ek = E - W. Przykład: Jeśli foton ma energię 5 eV, a praca wyjścia metalu to 3 eV, elektron zostanie wybity z energią kinetyczną 2 eV.
- Brak emisji: Jeśli energia fotonu jest mniejsza niż praca wyjścia, żaden elektron nie zostanie wybity, niezależnie od intensywności światła. Przykład: Świecenie słabym światłem ultrafioletowym na metal, który wymaga wysokiej energii do emisji elektronów, nie spowoduje efektu fotoelektrycznego. Zwiększenie intensywności tego światła również nic nie zmieni.
Praktyczne zastosowania:
- Fotokomórki w bramach automatycznych: Światło przerywane przez przechodzącego człowieka aktywuje mechanizm otwierania.
- Panele słoneczne: Efekt fotoelektryczny wykorzystywany jest do konwersji energii słonecznej na energię elektryczną.
