אפקט פוטואלקטרי

אפקט פוטואלקטרי – עקירת אלקטרונים ממתכת על ידי הקרנת אור על מתכת. לפי משוואת האפקט הפוטואלקטרי יש קשר בין אנרגיית הפוטון הפוגע באלקטרון, אנרגיית הקשר (פונקציית עבודה) והאנרגיה הקינטית שנותרת לאלקטרון.

משוואת האפקט הפוטואלקטרי – Eph=Ek+B

אנרגיית קשר – האנרגיה המינימלית הנדרשת כדי לעקור אלקטרון מהמתכת. מספר זה קבוע לכל סוג מתכת.

אור הנפלט ממקור אור, מורכב מפוטונים – מנות אנרגיה.

כאשר אותם פוטונים פוגעים במתכת, הם מעניקים לחלקיקים בה אנרגיה קינטית ש"עוקרת" אותם מהמתכת בפולט וחלקם מגיעים לפולט, כשהשאר נמשכים חזרה (עקב הפעלת מתח נגדי עליו נקרא בהמשך). האלקטרונים הנעקרים ממשיכים בתנועתם עד ההגעה אל הקולט וכך הם מפעילים זרם במעגל החשמלי.

זרם רוויה – הזרם המקסימלי, בו כל האלקטרונים נעקרים מהפולט ומגיעים לקולט. מדוע נוצר זרם מקסימלי? במתכת יש כמות מסויימת של אלקטרונים חופשיים, וכאשר כולם נעקרים לא יכולים להיווצר אלקטרונים נוספים (ההגדרה של עוצמת זרם היא מטען בשנייה).

מה משפיע על זרם רוויה? שינוי בהספק מקור האור, ההעלת ההסתברות שפוטונים יפגעו במתכת.

מתח עצירה – מתח מינימלי בו אף אלקטרון לא מגיע לקולט ובעצם כולם נעצרים בדרכם.

קשרים שבהם נשתמש בתרגילים:

h- קבוע פלאנק  f- תדירות Eph- אנרגיית פוטון B- אנרגיית קשר f0- תדירות סף V-מתח עצירה c- מהירות האור Qe- מטען אלקטרון

כדי למצוא את אנרגיית הפוטון נשתמש בקשר: Eph=h*f.

כדי למצוא את התדירות המינימלית לעקירת אלקטרונים מהפולט: f0=B/h

כדי למצוא מתח עצירה: V=(h*(c/l)-B)/Qe