¿Qué es el efecto fotoeléctrico?
El efecto fotoeléctrico es un fenómeno muy importante y mágico. En pocas palabras, significa que bajo la irradiación de fotones de una determinada frecuencia, los electrones dentro de ciertas sustancias serán excitados por los fotones para formar una. corriente eléctrica, que se convierte de energía a Desde una perspectiva humana, este es un proceso de fotoelectricidad, la conversión de energía luminosa en energía eléctrica.
La fórmula del efecto fotoeléctrico: hv=ek+w.
Entre ellos, hv es la energía del fotón con frecuencia de luz v, h es la constante de Planck, v es la frecuencia del fotón, ek es la energía cinética inicial máxima del electrón y w es la Energía de la sustancia excitada. Escape del trabajo.
1. Propiedades básicas del efecto fotoeléctrico
1. Todo metal tiene una frecuencia límite, o frecuencia de corte, a la hora de producir el efecto fotoeléctrico, es decir, la frecuencia de la luz irradiada no puede ser inferior a un cierto valor crítico. La longitud de onda correspondiente se denomina longitud de onda límite o longitud de onda límite roja. Cuando la frecuencia de la luz incidente es inferior a la frecuencia límite, no importa cuán fuerte sea la luz, los electrones no pueden escapar.
2. La velocidad de los fotoelectrones generados en el efecto fotoeléctrico está relacionada con la frecuencia de la luz y no tiene nada que ver con la intensidad de la luz.
3. La naturaleza instantánea del efecto fotoeléctrico. Los experimentos han descubierto que la fotocorriente se genera casi inmediatamente cuando se ilumina el metal y el tiempo de respuesta no supera los diez novenos segundos negativos (?1ns?).
4. La intensidad de la luz incidente sólo afecta a la intensidad de la fotocorriente, es decir, sólo afecta al número de fotoelectrones que escapan por unidad de área por unidad de tiempo.
2. La función de trabajo del efecto fotoeléctrico
La función de trabajo se refiere al trabajo que deben realizar los electrones para superar las limitaciones al irradiar un metal con luz para escapar del efecto fotoeléctrico. superficie metálica.
La unidad comúnmente utilizada es el electrón voltio eV. La función de trabajo de los materiales metálicos no solo está relacionada con las propiedades del material, sino también con el estado de la superficie del metal. La superficie puede cambiar la función de trabajo del metal. Cuando la energía de la luz externa es inferior a la función de trabajo, no se producirá el efecto fotoeléctrico.
3. Varias cosas a tener en cuenta al comprender el efecto fotoeléctrico
1.
2. La condición para que se produzca el efecto fotoeléctrico es que la frecuencia del fotón debe ser mayor o igual a la frecuencia de corte, es decir, la energía del fotón debe ser lo suficientemente grande.
3. El efecto fotoeléctrico se produce en muy poco tiempo y sin retrasos.
4. Un fotón corresponde a un electrón, y el excitado se llama fotoelectrón.
5. El aumento de la intensidad de la luz se refiere al aumento del número de fotones por unidad de tiempo. Un aumento en la intensidad de la luz aumentará el tamaño de la corriente, pero no aumentará la energía cinética inicial de los electrones.
Información ampliada:
El fenómeno del efecto fotoeléctrico fue descubierto accidentalmente por Hertz mientras realizaba experimentos de descarga de chispas que confirmaron la teoría electromagnética de Maxwell, y este fenómeno se convirtió en un gran avance en la teoría electromagnética de Maxwell. una prueba importante.
La explicación cuántica de la luz dada por Einstein al estudiar el efecto fotoeléctrico no solo promovió la teoría cuántica de Planck, sino que también demostró que la dualidad onda-partícula no es solo para la energía, sino que la radiación luminosa en sí también está cuantificada. y al mismo tiempo proporciona una evidencia científica natural de la ley de la unidad de los opuestos en la dialéctica materialista, que tiene un significado filosófico inconmensurable.
Esta teoría también sentó las bases para la teoría atómica de Bohr y la teoría ondulatoria de la materia de De Broglie. La investigación experimental cuantitativa de Millikan no sólo demostró la teoría cuántica de la luz desde un punto de vista experimental, sino que también proporcionó evidencia para la teoría ondulatoria. La teoría atómica de Er proporciona evidencia.
En 1905, Einstein promovió aún más el concepto de cuantificación de Planck.
Señaló que no solo se cuantifica el intercambio de energía entre el cuerpo negro y el campo de radiación, sino que también el campo de radiación en sí está compuesto por cuantos de luz discontinuos, y la relación entre la energía de cada cuanto de luz y la frecuencia del campo de radiación satisface ε=hν, es decir, su energía sólo está relacionada con la frecuencia del cuanto de luz, y no tiene nada que ver con la intensidad (amplitud).
Según la teoría cuántica de la luz de Einstein, la luz emitida sobre la superficie del metal es esencialmente una corriente de fotones con energía ε=hν.
Si la frecuencia de la luz irradiada es demasiado baja, es decir, la energía de cada fotón en la corriente de fotones es pequeña, cuando irradia la superficie del metal, el electrón absorbe este fotón y la energía que suma es ε=hν Aún es menor que la función de trabajo requerida para que los electrones abandonen la superficie del metal, y los electrones no pueden abandonar la superficie del metal, por lo que no se puede producir el efecto fotoeléctrico.
Si la frecuencia de la luz irradiada es lo suficientemente alta como para hacer que los electrones absorban suficiente energía para superar la función de trabajo y separarse de la superficie del metal, se producirá el efecto fotoeléctrico. En este momento, la relación entre la energía cinética del electrón emitido, la energía del fotón y la función de trabajo se puede expresar como: energía del fotón - la energía requerida para eliminar un electrón (función de trabajo) = la energía cinética inicial máxima del electrón emitido electrón.
Es decir: Εk(max)=hv-W0, esta es la ecuación del efecto fotoeléctrico de Einstein.
Enciclopedia Baidu: Efecto Fotoeléctrico