يمكن دراسة ظاهرة التأثير الكهروضوئي من خلال تعريف الظاهرة الكهروضوئية أو ما يعرف بالإضاءة بانبعاث الإلكترونات من الأجسام الصلبة أو السائلة أو الغازية وهذا يحدث عند امتصاص الطاقة من الضوء أي الإلكترونات المنبعثة من هذه الظاهرة يشار إليها باسم الإلكترونات الضوئية.
جدول المحتويات
يمكن دراسة التأثير الكهروضوئي باستخدام
يمكن دراسة التأثير الكهروضوئي باستخدام الخلية الكهروضوئية حيث تنشأ الظاهرة الكهروضوئية عندما تنبعث الإلكترونات من أجسام صلبة أو سائلة أو غازية وهذا يحدث بشكل طبيعي عند امتصاص الطاقة من الضوء، كما أن هذه الظاهرة تعود إلى حوالي عام 1877 م. .
راجع أيضًا الجهاز الذي يجمع الضوء والصور المكبرة ويستخدم المرايا
كيف حدث التأثير الكهروضوئي
حيث لاحظ العالم هيرتز في عام 1887 أنه عندما يتعرض سطح مكون من مادة موصلة للأشعة فوق البنفسجية، يتم إنتاج شرارات كهربائية، ويتم إنتاج هذه الشرارة الكهربائية بسهولة بالغة، ولكن في عام 1905 قدم العالم ورقة بحثية إلى أينشتاين، هذا وأوضحت الورقة النتائج العملية لظاهرة تسمى ظاهرة الكهروضوئية، حيث أن الطاقة المنبعثة من الضوء تكون على شكل كميات كبيرة من الطاقة تعرف بالفوتونات. تسبب هذا الاكتشاف العجيب في ثورة كبيرة جدًا في علم فيزياء الكم. وبسبب هذا الاكتشاف حصل العالم على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1921 م لشرح التأثير الكهروضوئي.
يدعو المرء مجموعة الأطوال الموجية الكهرومغناطيسية المنبعثة من الذرة
ماذا يحتاج التأثير الكهروضوئي
يتطلب التأثير الكهروضوئي وجود الفوتونات، وهذه الفوتونات لها طاقة حوالي 1 إلكترون فولت، وبالطبع هذا ينطبق على العناصر التي يكون عددها الذري كبير جدًا.
- أدت دراسة التأثير الكهروضوئي إلى فهم أفضل للطبيعة الكمومية للضوء والإلكترونات معًا، كما كانت مهمة جدًا لأنها شكلت مفهوم ازدواجية الموجة والجسيم.
- كما أوضحت ظاهرة أخرى تسمى تغير الضوء في مسار الشحنات.
- وبفضل ظاهرة التأثير الكهروضوئي أيضًا، ألقى الضوء على اكتشاف علاقة ماكس بلانك العالمية بين الطاقة والتردد، الناتجة عن تكميم الطاقة.
- تمتلك الفوتونات طاقة محددة تتناسب مع تردد الضوء في عملية تسمى ضوئيًا، حيث تنجذب طاقة الفوتون إلى إلكترون في مادة وتكون طاقته كبيرة من اقتران العمل أو ما يُعرف باسم طاقة الترابط الإلكتروني لـ المادة، ثم يحدث انبعاث الإلكترون.
- حتى لو كانت طاقة الفوتون منخفضة جدًا، فلا يمكن تحرير الإلكترون من المادة.
- مع زيادة شدة الضوء، يزداد عدد الفوتونات المنبعثة بشكل حاد، مما يؤدي إلى زيادة عدد الإلكترونات المنبعثة.
- على الرغم من ذلك، فإن الطاقة الممتصة لكل إلكترون لا تزيد.
- مما سبق يمكننا أن نستنتج أن الطاقة التي يحملها الإلكترون الخارج لا تعتمد على شدة الضوء الساقط عليه، ولكن على تواتر أي طاقة من ذلك الضوء، وهذا بالطبع يربط بين طاقة الفوتون الساقط و طاقة الإلكترون الخارج.
- يمكن أن تمتص الإلكترونات الطاقة من الفوتونات عندما تشع، لكنها في الغالب مبدأ الكل أو لا شيء.
مصدره يضيء دائمًا بإشراق لا نهاية له
لاختتام موضوع اليوم حيث ذكرنا كيفية دراسة ظاهرة التأثير الكهروضوئي باستخدام الخلية الكهروضوئية وكيف بدأت ظاهرة التأثير الكهروضوئي.