Efektu Fotoelektrikoa: Azalpena eta Einsteinen Teoria

Efektu Fotoelektrikoa

Deskribapena

Gainazal metaliko batzuk argiaren eraginpean jartzean (argi ikusgaia edo ultramorea), gainazal horiek elektroiak igortzen dituzte (fotoelektroi izenekoak). Fenomeno horri efektu fotoelektrikoa deritzo.

- W -> elektroiak metaletik erauzteko egin beharreko lana, 0 lotura-energiaren menpekoa. Erauzketa-lana edo metalaren lan funtzioa deritzo.

- V -> Anodoa negatiboki konektatzen denean aldarapen-potentzialaren balio konkretu bat non d elektroirik ez den iristen anodora. Geldiarazpen-potentziala deritzo. E_zmax = e · V_d

Fisika Klasikoak Azaltzen Ez Dituen Fenomenoak

1. Elektroien igorpena f maiztasuna, maiztasun minimo bat baino handiagoa denean bakarrik gertatzen da: maiztasun minimo hori metal bakoitzaren ezaugarri propioa da, eta atari maiztasuna deritzo, f_a.
2. Igorritako elektroien kopurua argiaren intentsitatearekiko proportzionala da.
3. Igorritako edo ateratako elektroien energia zinetikoa orduan eta handiagoa da zenbat eta handiago izan erradiazio erasotzailearen maiztasuna. Fotoelektroien energia zinetiko maximoak ez du zerikusirik argiaren intentsitatearekin, baina bai argiaren maiztasunarekin.
4. Metala argiz erasotzea eta efektu fotoelektrikoa aldiberekoak dira. Ez dago atzerapen-denborarik metalaren argiztapenaren eta fotoelektroien igorpenaren artean.

Einsteinen Azalpena Teoria Kuantikoaren Bidez

Albert Einsteinek efektu fotoelektrikoaren azalpena eskaini zuen. Planck-en teoria kuantikoa erabiliz, erradiazio elektromagnetiko batek igortzen duen energia kuantizaturik dagoela proposatu zuen.

• Energia-kuantoak fotoiak dira, hau da, metalera iristen den argia fotoiz osatuta dago. Bakoitzaren energia maiztasunarekiko zuzenki proporzionala da E = h · f -> h: Planck-en konstantea
• Metalarekin lotura-energia minimoa duten elektroiak energia zinetiko maximoa izango dute. E_Z = h · f - W₀ hf argi erasotzailearen fotoi baten energia W₀ metal bakoitzaren ezaugarria den lan-funtzioa.
• Aurreko gertaerak Einsteinen teoriarekin azaltzen dira:
  • Ez dago inolako atzerapenik, elektroiak igortzeko iritsi behar den gutxieneko energia fotoiak darama. Fotoiaren energia metal-elektroi lotura baino handiagoa bada, elektroia askatuko da atzerapenik gabe; energia nahikoa ez bada, ez da elektroia aterako metaletik.
  • Argi erasotzailearen intentsitatea handitzen bada, argi erasotzailearen fotoi kopurua handituko da, baina ez da aldatuko fotoi bakoitzaren energia maiztasuna aldatzen ez bada. (E = h · f)
  • Argi erasotzailearen fotoi baten gutxienezko energia elektroi bat igortzeko h f = W₀ izan beharko da. (f = f_a), eta elektroiaren energia zinetikoa 0 izango da. Argi erasotzailearen energia hori baino txikiagoa bada (edo f < f_a bada), ez da elektroirik igorriko.