FOTOELEKTRIČNI EFEKAT

Talasna teorija svetlosti imala je još jedan problem, a to je objašnjenje fotoelektričnog efekta ili krace fotoefekta. Fotoefekat je pojava da svetlost koja upada na površinu metala izbacuje provodne elektrone sa površine u okolni prostor. Opit pokazuje da je enegrija izbačeni elektrona proporcionalna učestalosti, a ne intenzitetu svetlosti. Više od toga postojiprag fotoefekta. Talasna teorija je bila nemoguca da ovo objasni. Ali pogledajmo detalje ove priče

Šema fotoelektričnog efekta Fotoelektrični efekat

Kad se emisija površina, emiter, objasja svetlošcu, tada nastaju fotoelektroni. Njih privlači pozitivni napon kolektora, pa se javlja struja u kolu koje meri ampermetar. Pri dovoljno

velikim pozitivnim naponima nastaje zasicenje struje. Struja prestaje pri velikom negativnom naponu .

Fotoelektična struja u funkciji datog napona sa dve struje

Ovaj zaustavni napon onemogucava i one najbrže fotoelektrone da stignu na kolektor, opit pokazuje da zaustavni napon ne zavisi od intenziteta svetlosti, mora biti u skaldu sa zakonom održavanja energije:

Jedinstveno i konsekvetno objašnjenje dao je Albert Ajnštajn (Albert Einstein) 1905. godine. Upadna svetlost se mora svatiti kao roj svetlostni čestica koje zovemo fotoni. Energija fotona inosi, prema Plankovoj hipotezi iz 1900. godine

Ovde je Plankova konstanta, a učestalost primenjene svetlosti. Pri interakciji u materijalu, jedan foton predaje svu svoju energiju jednom elektronu.

Ovo je znameniti Ajnštajnov zakon fotoefekta.

Ovde je izlazni rad elektrona na datu površinu. To je minimalnaenergija kojom je elektron vezan u metalu. Pomocu fotonske teorije uspešno objašnjavamo osobine koje se je mgu razumeti na klasičan način:

1. Еfekat postoji za

2. Ocito, ne zavisi od broja fotona, vec od и

3. raste ucestalost

4. . U čestičnoj slici je normalno da se fotoelektroni javljaju veoma brzo

Eksperimenti pokazuju da je kimetička energija fotoelektrona linearna funkcija učestalosti; učestalost mora biti veca od učestalosti praga efekta

Skica zavisnosti maksimalne kinetičke energije fotoelektrona od frekrencije

Ovo je potpuno u skladu sa Ajnštajnovim zakonom fotoefekta. Nagib prave linije daje plankovu konstantu. Idi se smisao ucestalosti praga. Može se naci na izlazni red elektrona za datu površinu.Talasnu dužinu koja odgovara učestalosti praga zovemo crvena granica fotoefekta

Ponovimo: ovde je brzina svetlosti u vakumu. Merenja zaista daju za Plankovu konstantu .

Prikaz odnosa energije i frekfrencije