Interpretarea legilor efectului fotoelectric extern. Ipoteza lui Einstein

Concepţia corpusculară a lui Planck privind existenţa cuantelor de energie au constituit punctul de plecare pentru explicarea efectului fotoelectric de către Einstein în 1905.

Mecanismul este următorul: un foton absorbit cedează energia sa unui electron. Dacă această energie este suficientă pentru a elibera electronul de forţele care îl leagă, el poate părăsi suprafaţa materialului.

Deoarece probabilitatea ca un electron să absoarbă simultan doi fotoni este foarte mică, înseamnă că fiecare electron smuls îşi dobândeşte energia de la un singur foton.

Energia hν a unui foton care produce efectul fotoelectric este transformată integral astfel: o parte pentru a scoate electronul din atom şi a-l desprinde de pe suprafaţa catodului (L – lucru mecanic de extracţie), iar restul pentru mişcarea electronului extras (energia cinetică Ec).

hν = L + Ec

Interpretarea legilor efectului fotoelectric extern. Ipoteza lui Einstein

Observaţie

În metale, în general, există un număr mare de electroni liberi (nelegaţi de atom) ca urmare, prima parte a lucrului mecanic de extracţie poate fi neglijată.

Se explică astfel existenţa pragului fotelectric, care corespunde situaţiei când întreaga emisie a fotonului este consumată pentru extragerea fotonului şi de asemenea se explică de ce pentru hν ≤ eV0, efectul fotoelectric nu se mai produce.

Pe de altă parte, energia totală cedată de undă în unitate de timp va fi N · hν, unde N este numărul de electroni emişi în unitate de timp.

Pornind de la această relaţie se poat explica legea a III-a a efectului fotoelectric, observând că, la o frecvenţă mică a radiaţiei, avem nevoie pentru a produce efectul de un număr mare de fotoni, respectiv la o frecvenţă mare a radiaţiei, avem nevoie de un număr mai mic de fotoni păstrând aceeaşi intensitate luminoasă.


Interpretarea legilor efectului fotoelectric extern. Ipoteza lui Einstein publicat: 2019-11-11T07:27:33+02:00, actualizat: 2019-11-11T07:39:32+02:00 by Colegiu.info