يمكن دراسة التأثير الكهروضوئي باستخدامتُعرف الظاهرة الكهروضوئية ، أو ما يسمى بالإضاءة ، بأنها انبعاث الإلكترونات من الأجسام الصلبة أو السائلة أو الغازية. يحدث هذا عندما يتم امتصاص الطاقة من الضوء ، لذلك تسمى الإلكترونات المنبعثة من هذه الظاهرة بالإلكترونات الضوئية.
يمكن دراسة التأثير الكهروضوئي باستخدام
يمكن دراسة التأثير الكهروضوئي باستخدام ضوئيةحيث تنشأ الظاهرة الكهروضوئية عندما تنبعث الإلكترونات من أجسام صلبة أو سائلة أو غازية ، وهذا بالطبع يحدث عند امتصاص الطاقة من الضوء. تعود هذه الظاهرة إلى عام 1877 م تقريبًا.
كيف بدأ التأثير الكهروضوئي؟
في عام 1887 ، لاحظ العالم هيرتز أنه عند تعريض سطح مصنوع من مادة موصلة للأشعة فوق البنفسجية ، بعد ذلك تحدث شرارات كهربائية ، وتتولد هذه الشرارة الكهربائية بسهولة بالغة. في عام 1905 قدم العالم أينشتاين ورقة بحثية ، توضح هذه الورقة النتائج العملية لظاهرة تسمى الظاهرة الكهروضوئية ، نظرًا لأن الطاقة المنبعثة من الضوء في شكل كميات كبيرة من الطاقة ، تُعرف هذه الطاقة بالفوتونات ، أحدث هذا الاكتشاف الرائع ثورة كبيرة في علم فيزياء الكم ، وبسبب هذا الاكتشاف حصل أينشتاين على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1921 م لشرح التأثير الكهروضوئي.
ماذا يتطلب التأثير الكهروضوئي؟
يتطلب التأثير الكهروضوئي وجود الفوتونات ، وهذه الفوتونات لها طاقة حوالي 1 إلكترون فولت ، وهذا بالطبع في العناصر التي يكون عددها الذري كبير جدًا.
- أدت دراسة التأثير الكهروضوئي إلى فهم أكبر للطبيعة الكمومية للضوء والإلكترونات معًا ، بالإضافة إلى كونها مهمة جدًا لأنها شكلت مفهوم ازدواجية الموجة والجسيم.
- كما شرحت ظاهرة أخرى تسمى تغير الضوء في مسار الشحنات.
- كما أنه بفضل ظاهرة التأثير الكهروضوئي سلطت الضوء على اكتشاف العالم ماكس بلانك للعلاقة بين الطاقة والتردد الذي يصدر عن تكميم الطاقة.
- تحتوي الفوتونات على طاقة محددة تتناسب مع تردد الضوء في عملية تسمى الانبعاث الضوئي ، حيث إذا تم جذب طاقة فوتون واحد بواسطة إلكترون في مادة وكانت طاقته كبيرة من اقتران العمل أو ما يسمى ارتباط الإلكترون طاقة المادة ، ثم يحدث انبعاث الإلكترون.
- أيضًا ، إذا كانت طاقة الفوتون منخفضة جدًا ، فلن يتمكن الإلكترون من التحرر من المادة.
- عندما تكون هناك زيادة في شدة الضوء ، يصبح عدد الفوتونات الصادرة في حالة زيادة كبيرة ، مما ينتج عنه زيادة في عدد الإلكترونات الصادرة.
- على الرغم من ذلك ، لا تزداد الطاقة الممتصة لكل إلكترون.
- مما سبق يمكننا أن نستنتج أن الطاقة التي يحملها الإلكترون الخارج لا تعتمد على شدة الضوء الساقط عليها ، بل تعتمد على تردد أي طاقة من هذا الضوء ، وهذا بالطبع يربط طاقة الفوتون الساقط وطاقة الإلكترون الخارج.
- يمكن أن تمتص الإلكترونات طاقة الفوتونات عند تعريضها للإشعاع ، لكنها في الغالب عبارة عن مبدأ الكل أو لا شيء.
لنصل إلى خاتمة موضوع اليوم الذي ذكرنا فيه كيف يمكن دراسة التأثير الكهروضوئي باستخدام الكهروضوئية وكيف بدأ التأثير الكهروضوئي؟