Efektu Fotoelektrikoa: Einsteinen Azalpen Kuantikoa
Clasificado en Física
Escrito el en vasco con un tamaño de 3,81 KB
Efektu Fotoelektrikoaren Fenomenoak
Efektu fotoelektrikoa aztertuta, honako fenomeno hauek gertatzen dira, batzuk Fisika Klasikoak azaltzen ez dituenak:
- Igorritako elektroien kopurua argiaren intentsitatearekiko proportzionala da.
- Elektroien igorpena erradiazioaren maiztasuna minimo bat (atari-maiztasuna, f₀) baino handiagoa denean gertatzen da soilik; maiztasun minimo hori metal bakoitzaren ezaugarri propioa da. Teoria klasikoaren arabera, efektu fotoelektrikoa argiaren edozein maiztasunetan gertatu beharko litzateke, argiaren intentsitatea behar bezain handia izanez gero.
- Igorritako edo ateratako elektroien energia zinetikoa (Ez) orduan eta handiagoa da, zenbat eta handiagoa izan erradiazio erasotzailearen maiztasuna (f). Energia zinetikoa (f - f₀)-ren proportzionala da, baina ez da argiaren intentsitatearen menpekoa. Azken gertaera hori ezin da teoria klasikoaren bitartez azaldu.
- Ez da itxaron behar argia piztu eta elektroiak ateratzen ikusteko; metala argiz erasotzea eta efektu fotoelektrikoa aldiberekoak dira. Baita argia itzali eta aldi berean elektroiak ez dira gehiago aterako. Teoria klasikoaren arabera, intentsitatea ahula bada, atzerapena egon beharko litzateke argiztatzearen eta efektu fotoelektrikoaren artean.
Einsteinen Azalpena: Teoria Kuantikoa
Fotoien bidez efektu fotoelektrikoa erraz azaltzen da. Einsteinen arabera, f maiztasuneko argiaren energia E = hf energia duten fotoien bidez dator (h Plancken konstantea izanik). Argiaren intentsitatea aldatzen denean, fotoi kopurua aldatzen da, baina fotoi bakoitzaren energia berdina izango da, argiaren maiztasuna aldatzen ez bada.
Metaletan elektroiak daude, eta nahiz eta barruan aske egon, metaletik ateratzeko energia eman behar zaie. Energia hori erauzte-lana da (W), eta metal bakoitzaren ezaugarria da.
Metala argiztatzean, elektroi batek f maiztasuneko fotoi bat xurgatuko du eta bere energia (hf) bereganatuko du. Fotoiaren energia nahikoa bada (hf ≥ W), elektroia aterako da eta gainera energia zinetiko (Ez) batez hornituko da. Energia-balantzea hau da:
Ez = hf - W
Atari-maiztasuna (f₀), lehen esan bezala, efektu fotoelektrikoa gertatzeko behar den maiztasun minimoa da. Horrek esan nahi du maiztasun hori duen fotoi baten energia (hf₀) dela, hain justu, metalaren erauzte-lana:
W = hf₀
Teoria Kuantikoaren Arrakasta
Beraz, Einsteinen teoria kuantikoak erantzuna eman zien ikuspuntu klasikotik azalpenik ez zuten efektu fotoelektrikoaren alderdi hauei:
- Efektu fotoelektrikoa gertatzeko, fotoiaren energia minimoa (hf) erauzte-lanaren (W) berdina edo handiagoa izan behar da. Erradiazioaren maiztasuna f₀ baino txikiagoa bada (hf < W), ezin izango da inolako elektroirik erauzi, argiaren intentsitatea edozein izanda ere.
- Argiaren intentsitatea handitzean, fotoien kopurua ere handitzen da, eta, beraz, erauzitako elektroien kopurua (eta korronte fotoelektrikoa) ere bai. Horrek ez du aldatzen fotoi bakoitzaren energia (hf), eta, ondorioz, ez du aldatzen fotoelektroi bakoitzaren energia zinetiko maximoa (Ez = hf - W).
- Elektroi bat erauzteko behar den energia fotoi bakar bat xurgatuta lortzen denez (eta ez energia txikiagoko hainbat fotoi metatuz), ez dago inolako atzerapenik argiztapenaren eta elektroien igorpenaren artean.