광전효과란 무엇인가요?

광전 효과는 매우 중요하고 마술적인 현상입니다. 간단히 말하면, 특정 주파수의 광자를 조사하면 특정 물질 내부의 전자가 광자에 의해 여기되어 광자를 형성한다는 의미입니다. 관점에서 이것은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 광전 과정입니다.

광전 효과의 공식: hv=ek+w.

이 중, hv는 광진동수 v를 갖는 광자의 에너지, h는 플랑크 상수, v는 광자의 진동수, ek는 전자의 최대 초기 운동에너지, w는 흥분된 물질의 에너지를 직장에서 탈출하세요.

1. 광전 효과의 기본 특성

1. 모든 금속은 광전 효과를 생성할 때 제한 주파수, 즉 차단 주파수를 갖습니다. 조사된 빛은 특정 임계값보다 낮을 수 없습니다. 해당 파장을 제한 파장 또는 적색 한계 파장이라고 합니다. 입사광의 주파수가 제한 주파수보다 낮으면 빛이 아무리 강하더라도 전자가 탈출할 수 없습니다.

2. 광전 효과에서 생성되는 광전자의 속도는 빛의 주파수와 관련이 있으며 빛의 강도와는 관련이 없습니다.

3. 광전 효과의 순간적 특성. 실험 결과, 금속에 빛을 비추면 거의 즉시 광전류가 생성되고, 응답 시간은 10-9초(?1ns?)를 초과하지 않는 것으로 나타났습니다.

4. 입사광의 강도는 광전류의 강도에만 영향을 미칩니다. 즉, 단위 시간당 단위 면적당 탈출하는 광전자의 수에만 영향을 미칩니다.

2. 광전효과의 일함수

일함수는 금속에 빛을 조사하여 금속에서 빠져나올 때 그 제약을 극복하기 위해 전자가 해야 하는 일을 말한다. 금속 표면.

일반적으로 사용되는 단위는 전자 볼트 eV입니다. 금속 재료의 일함수는 재료의 특성뿐만 아니라 금속 표면에 코팅된 다양한 재료의 상태와도 관련이 있습니다. 표면은 금속의 일함수를 변화시킬 수 있습니다. 외부 빛 에너지가 일함수보다 낮으면 광전 효과가 발생하지 않습니다.

3. 광전효과를 이해하는데 주의할 점

1.

2. 광전 효과가 발생하기 위한 조건은 광자 주파수가 차단 주파수보다 크거나 같아야 합니다. 즉, 광자 에너지가 충분히 커야 합니다.

3. 광전 효과는 지연 없이 매우 짧은 시간에 발생합니다.

4. 광자 1개는 전자 1개에 해당하며 여기된 것을 광전자라고 합니다.

5. 빛의 세기가 증가한다는 것은 단위 시간당 광자 수가 증가한다는 것을 의미합니다. 빛의 세기가 증가하면 전류의 크기가 증가하지만 전자의 초기 운동 에너지는 증가하지 않습니다.

확장 정보:

헤르츠가 맥스웰의 전자기 이론을 확증하는 스파크 방전 실험을 하던 중 우연히 광전 효과 현상을 발견했는데, 이 현상은 맥스웰의 전자기 이론에 돌파구가 되었습니다. 중요한 증거.

아인슈타인이 광전효과를 연구하면서 제시한 빛양자 설명은 플랑크의 양자이론을 뒷받침했을 뿐만 아니라, 파동-입자 이중성이 에너지에만 국한되는 것이 아니라 빛의 복사 자체도 양자화된다는 사실을 입증했다. 동시에 헤아릴 수 없는 철학적 중요성을 지닌 유물론적 변증법의 반대 통일 법칙에 대한 자연과학적 증거를 제공합니다.

이 이론은 보어의 원자론과 드 브로이의 물질파동론의 기초가 되기도 했다. 밀리컨의 정량적 실험적 연구는 빛양자론을 실험적 관점에서 입증했을 뿐만 아니라 파동이론의 증거도 제공했다. Er의 원자 이론은 증거를 제공합니다.

1905년에 아인슈타인은 플랑크의 양자화 개념을 더욱 발전시켰습니다.

그는 흑체와 복사장 사이의 에너지 교환이 양자화될 뿐만 아니라 복사장 자체도 불연속적인 광양자로 구성되어 있으며, 각 광양자의 에너지 사이의 관계를 지적했다. 그리고 방사선장의 주파수는 ε=hν를 만족합니다. 즉, 그 에너지는 광양자의 주파수에만 관련되고 강도(진폭)와는 아무런 관련이 없습니다.

아인슈타인의 광양자 이론에 따르면, 금속 표면으로 방출되는 빛은 본질적으로 에너지 ε=hν를 갖는 광자의 흐름입니다.

조사하는 빛의 주파수가 너무 낮은 경우, 즉 광자 흐름에 있는 각 광자의 에너지가 작은 경우 금속 표면에 조사하면 전자가 이 광자를 흡수하여 에너지가 더하는 것은 ε=hν입니다. 이는 전자가 금속 표면을 떠나는 데 필요한 일함수보다 여전히 작으며, 전자는 금속 표면을 떠날 수 없으므로 광전 효과가 생성될 수 없습니다.

조사된 빛의 주파수가 전자가 일함수를 극복하고 금속 표면에서 이탈할 만큼 충분한 에너지를 흡수하게 할 만큼 높으면 광전 효과가 발생합니다. 이때, 방출된 전자의 운동에너지, 광자 에너지, 일함수의 관계는 다음과 같이 표현할 수 있다. 광자 에너지 - 전자를 제거하는 데 필요한 에너지(일함수) = 방출된 전자의 최대 초기 운동에너지 전자.

즉, Εk(max)=hv-W0, 이것이 아인슈타인의 광전 효과 방정식입니다.

바이두 백과사전: 광전 효과