光電効果:光電効果は、金属表面に特定の周波数の光が当たったときに発生する物理現象です。 Heinrich Hertz は 1887 年にこの現象を発見し、後に Lenard は 1902 年にそれを確認しました。 それでも、Maxwell の光の電磁波理論では光電効果を説明できなかったため、いくつかの異常がありました。アインシュタインは、プランクの粒子としての光の概念を利用して、以前に発生した光電効果の問題に対処しました。アインシュタインは、光子または量子として知られる光の各粒子が、伝送される光の周波数に応じてサイズが異なるパケットの形でエネルギーを運ぶことを実証しました.
光 (光子) の各粒子によって運ばれるエネルギー (E) は、次のように表すことができます。 -34 Js).
アインシュタインの光電方程式は、
K.E. =hν – Ø0
K.E.光電子の運動エネルギー
Ø0 は金属の仕事関数です
hν は光子のエネルギーです
光電効果
1887 年、ヘルツは、電磁放射が金属表面に当たると電子が金属表面から放出されることに気付きました。 1888 年、Hallwachs は、亜鉛板に紫外線が当たると電子が亜鉛板から放出されることを実験的に示しました。
適切な波長または周波数の光に照らされると、金属表面から電子が放出されるこの現象は、光電効果と呼ばれます。この過程で放出される電子は光電子と呼ばれ、回路で生成される電流は光電流と呼ばれます。
一般に、光電効果は、適切な波長の放射線が照射されたときにすべての物質が示す現象です。
光の粒子性
粒子について話すとき、私たちは小さなものの話をしています。光は粒子で構成されていますが、光の粒子であるため、光子と呼びます。アイザック ニュートン卿がプリズムを使用して太陽光を複数の色に分割したとき、彼が投じた影の周囲は非常に鮮明で明瞭であり、1700 年に光は粒子で構成されていると結論付けました。
素粒子および光の量子として、光子は次のように定義されます。方程式 E =hv を使用して、光子が持つエネルギー量を計算できます。エネルギーは E で表され、h はプランク定数、v は光子の周波数です。この場合、光の強度を上げるということは、一定時間内に領域を通過する光子の数が増えたことを示しています。光子のもう 1 つの利点は、質量がないにもかかわらず、安定した亜原子粒子と見なされることです。光子は、相互作用中に別の粒子にエネルギーを伝達する場合があります。
フォトン
基本的に、フォトンは光の素粒子です。光の粒子は光子または量子と呼ばれます。
方程式 E =hv は、光子のエネルギーを表します。このため、光と同じ運動量と速度を持っています。
周波数 v のすべての光子の運動量 p とエネルギー E は、放射の強度に関係なく同じです。
光強度が増加すると、単位時間あたりに特定の領域を通過する光子の数が比例して増加します。放射エネルギーはこの要因の影響を受けません。
電場と磁場は光子の挙動に影響しません。
この場合、電気は関係ありません。
光子には質量がありません。つまり、他の粒子に対する引力はありません。
安定性に関しては、物理学で使用するための優れた候補です.
放射線の放出または吸収により、それぞれ光子が生成または破壊される可能性があります。
光子と電子の衝突中、総エネルギーと運動量の両方が保持されます。
外部エネルギー源がなければ、光子は崩壊できません。
他の粒子と接触している間、光子のエネルギーが伝達されます。
スピン (±½) を持つ電子とは異なり、光子はスピン ±1 を持ちます。自転軸は進行方向と平行です。光子のこの機能により、そもそも光を偏光することができます。
光電仕事関数
光電効果は、最も緩く結合している感光性材料の原子から電子が除去されることです。表面材料の光電仕事関数 (Ø0) は、表面材料が半導体である場合に、特定の表面から電子を放出するために必要なエネルギーの最小量として定義されます。金属表面の仕事関数は、その顕著な特徴の 1 つです。
仕事関数は数学的に次のように表すことができます
Ø0 =hv0
結論
アインシュタインの光電効果は、光で再送信された光子が金属の電子と相互作用するときに発生します
各光子は 1 つの電子と相互作用します。
入射光子のエネルギーは、表面から電子を放出し、放出された電子にエネルギーを伝達するために使用されます。
表面から電子を放出するために必要な最小エネルギーは、仕事関数と呼ばれます。
入射光子のエネルギーは、仕事関数より大きくなければなりません。
