자산 광선 또는 광선이 재료에 발생할 때 전자의 방출은 광전 효과로 알려져 있습니다. 방출 된 전자는 광전자로 알려져 있습니다. 전자 방출 과정은 광전 방출로 알려져 있습니다. 수년에 걸쳐 과학자들은 그 과정을 연구하고“광전 효과의 법칙”으로 알려진 특정 결론에 도달했습니다.
광전 효과는 다양한 기술을 개발하는 데 도움이되었습니다. 예를 들어, 태양 에너지를 활용하기 위해 태양 전지판을 개발하는 데 필수적인 역할을했습니다. 또한 광전 효과 법은 광전 방출을 이해하는 데 도움이됩니다. 이 현상은 현대 물리학의 발전에서 중요했으며 큰 응용 분야를 발견했습니다.
역사
1887 년 독일 물리학자인 하인리히 루돌프 헤르츠 (Heinrich Rudolf Hertz)는 광전 효과를 발견했다. 무선 파에 대한 작업 중에 Hertz는 두 개의 하전 된 금속 전극에서 자외선이 비치면 관찰되었으며, 빛은 스파크가 발생하는 전압을 변화시킵니다.
1902 년 독일 물리학 자 필립 레나드 (Philipp Lenard)는 빛과 전기를 더 명확하게했다. 그는 조명의 금속 표면이 전기적으로 하전 된 입자를 방출한다는 것을 관찰했다. 이 입자들은 1897 년 영국 물리학 자 조셉 존 (Joseph John)이 발견했습니다. 그에 따르면, 입자는 전자와 동일하다.
많은 과학자들이 실험적으로 그 효과를 관찰했습니다. 일부 관찰은 고전 물리학이 설명 할 수없는 빛과 물질 사이의 상호 작용을 보여 주었다.
설명 할 수없는 또 다른 관찰은 방출 된 전자의 최대 운동 에너지와 빛의 강도 사이의 관계였다. 웨이브 이론에 따르면, 운동 에너지는 대신 입사광의 빈도에 비례했다.
다른 실험을 수행 한 후, 과학자들은 특정 실험 관찰을 간략하게 설명했습니다. 그런 다음 관찰을 결합하고 광전 효과의 법칙을 나열했습니다.
실험 관찰
- 임계 값 주파수는 주어진 금속에 대해 광전 효과가 발생하는 특정 최소 주파수입니다.
- 입사광의 빈도를 증가시킴으로써 방출 된 광전자의 최대 운동 에너지가 증가합니다. 그러나 입사 광자의 수는 고정되어 있습니다.
- 일단 광전자가 임계 값 주파수를 능가하면 최대 운동 에너지는 입사광의 빈도에만 의존합니다. 입사광의 강도는 광전자의 운동 에너지를 제어하지 않습니다.
- 광전자 방출 속도는 주어진 금속에 대한 입사광의 강도와 특정 주파수의 빛에 직접 비례합니다. 따라서 빛의 크기를 높이면 광전 전류 값이 증가합니다.
- 광자 발생률과 광전 효과의 방사선 사이의 시간 지연은 최소 10-9 초입니다.
광전 효과의 법칙
광전 효과의 법칙은 다음과 같습니다.
- 물질은 차단 값 주파수를 넘어 전자를 방출하지 않습니다.
- 방출 된 전자의 수는 광 사고의 강도에 직접 비례합니다.
- 방출 된 전자의 운동 에너지는 물질의 입사광의 빈도에 달려 있습니다.
- 빛 사고와 전자의 방출 사이에 관찰 된 시간 지연이 없습니다.
광전 효과를 이해하려면 광자 특성을 알아야합니다. 이들은 다음과 같습니다.
- 양자 수는 광자의 경우 0입니다.
- 광자는 질량이 없습니다.
- 자기장과 전기장은 광자에 영향을 미치지 않습니다.
- 광자의 속도는 우주의 빛의 속도에 직접 비례합니다.
- 물질이 방사선과 상호 작용할 때 방사선은 광자라고 불리는 작은 입자로 동작합니다.
- 광자는 가상 입자입니다. 광자의 에너지는 주파수에 직접 비례합니다.
- 광자의 에너지는 파장에 비례합니다.
- 광자의 운동량과 에너지와 관련된 방정식은 입니다.
e =p x c
여기서
p =운동량의 크기
C =빛의 속도.
따라서 광전 효과의 법칙은 광자의 특성을 이해함으로써 반대했습니다.
광전 효과의 적용
광전 효과의 법칙 질문은 효과의 다양한 상업적 사용을 탐구하는 데 유익한 것으로 판명되었습니다.
광전지, 광전도 장치 및 태양 전지는 광전 효과의 잘 알려진 응용 프로그램입니다.
광전지는 두 개의 전극으로 구성됩니다. 감광성 캐소드는 빛에 노출 될 때 전자를 방출하는 반면, 양극은 양의 전압을 유지합니다. 음극에 빛을 발산하면 전자가 양극에 끌립니다. 튜브의 전자는 캐소드에서 양극으로 흐릅니다. 전류는 음극의 광선이 중단 될 때 중지됩니다. 카메라는 또한 노출 미터로 광전지를 사용합니다.
광 전도 효과는 광전 효과와 밀접한 관련이 있으며, 이는 빛에 노출 될 때 황화 카드뮴 황화물과 같은 특정 비금속 물질의 전기 전도도를 증가시킨다. 이 효과는 햇빛에 노출 될 때 장치의 최소 전류가 갑자기 상당히 중요 해지도록 매우 중요 할 수 있습니다.
태양 전지는 빛에 노출 될 때 배터리 역할을하는 특수 실리콘으로 구성됩니다. 단일 태양 전지는 0.6 볼트를 생산하는 용량을 보유합니다. 더 높은 전압을 얻으려면 일련의 태양 전지가 패널로 연결됩니다. 태양 전지를 사용하여 태양 에너지를 활용하면 원격 위치로의 전기에 도달하는 데 도움이 될 수 있습니다. 정부는 이미 사용량을 늘릴 계획을 세웠습니다.
결론
광전 효과는 현대 물리학 발달의 필수 기둥이었습니다. 더욱이, 광전 효과의 법칙은 많은 귀중하고 유용한 제품을 발명하는 데 중요한 역할을 해왔다. 예를 들어, 광전 방출은 태양 에너지를 활용하기 위해 제품을 개발하는 데 중요한 역할을했습니다. 또한 사진을위한 혁신적인 실험으로 판명되었습니다. 이 기사는 광전 효과의 법칙, 기원의 상세한 역사 및 실험 관찰을 조사했습니다. 광전 효과의 위에서 언급 한 응용 분야는 학생들에게 알아야 할 필수 요점 중 하나입니다. 기사에서 위에서 공유 한 지식을주의 깊게 읽는지 확인하십시오.
