전자는 음전하가 약 1.602 × 10-19의 아 원자 입자이다. 전하는 양성자의 양전하와 동일하지만 반대 부호를 갖는다. 전기장 아래의 전자는 반발하거나 매력적인 힘을 느낍니다. 양의 전기장이 금속에 적용되면 전자에 매력적인 힘을 생성합니다. 그 이유는 두 가지 반대 청구 사이의 매력입니다. 결과적으로, 전자는이 매력적인 힘으로 인해 금속에서 빠져 나옵니다.
같은 방식으로 전자가 광자에 노출 될 때 금속 표면에서 배출됩니다. 그렇다면 왜 그런 일이 발생합니까? 광전 효과에 대해 자세히 논의 하여이 현상의 이유를 알 수 있습니다. 또한 주제에 대한보다 심층적 인 정보는 전기장 UPSC 노트 아래 에서이 전자를 읽으십시오.
광전 효과는 무엇입니까?
광전 효과의 현상은 1887 년 Heinrich Rudolf Hertz에 의해 처음으로 관찰되었습니다.이 양자 전자 현상에서 금속 표면에서의 빛 사고가 금속 재료의 표면에서 전자가 방출됩니다.
광자는 무엇입니까? 광자는 우주를 통과 할 수있는 가장 작은 빛의 입자입니다. 그들은 에너지와 운동량을 가지고 있습니다. 따라서, 광전자 (금속으로부터 방출 된 전자)는 입사 광자로 인해 특정 금속으로부터 제거된다. 따라서 프로세스는 광 방출이라고합니다. Albert Einstein은 전체 설명을 제안했습니다.
그의 이론에 따르면, 광전 효과는 임계 값 에너지를 초과하는 연속적으로 가벼운 입자 (광자)가 금속을 치면 시작됩니다. 그것들은 개별 양자화 된 패킷으로 운반되는 전자기장의 캐리어입니다. 조명 입자 (광자)로부터의 에너지 전달로 인해 전자의 운동 에너지에서 변화가 발생한다. 따라서, 전자의 배출은 발생하지만, 광파의 주파수에 따라 다릅니다. 광파의 빈도가 높을수록 에너지가 높아집니다. 예를 들어, 블루 라이트는 적색광보다 주파수가 더 큽니다. 따라서, 그것은 매력을 극복하기 위해 더 많은 에너지를 가지고 있습니다.
Planck의 방정식을 통해 이해합시다 :
e =hv =hc/λ
여기서,
e =광자의 에너지
ν =주파수
H =플랑크의 상수 =6.63 × 10–34 JS
C =빛의 속도 =3.0 × 108 ms -1
λ =입사광의 파장
광전 효과의 법칙
광전 효과에는 총 4 가지 법칙이 있습니다. 그것들은 다음과 같습니다.
- 특정 주파수의 빛의 경우, 방출 된 광전자의 수는 빛의 강도에 직접 비례하며, 채도 전류는 입사 빛의 강도에 직접 비례합니다.
- 강도와 무관하고 빛의 주파수에 직접 비례하는 광전자의 최대 운동 에너지가 있습니다.
- 주어진 표면의 경우, 광전자의 방출은 빛의 주파수가 임계 값 주파수와 같으면 발생합니다. 주파수가 임계 값보다 낮 으면 방출이 중단됩니다.
- 시간은 빛의 사건과 전자의 배출 사이에 지연되지 않습니다.
전기장 하의 전자 운동
전기장의 전자는 균일 한 전기장을 갖는 2 개의 평행 플레이트가 사용될 때 특정 방향으로 이동합니다. 그것은 전자 구멍을 통해 긍정적으로 하전 된 플레이트를 향해 움직이며 음으로 하전 된 플레이트로부터 멀어 질 것이다. 전자의 움직임은 일정한 속도와 플레이트 사이에서 생성 된 필드에 직각으로 발생합니다. 따라서 궤적은 포물선입니다.
그러나 전기장 벡터와 비교할 때 방향은 반대입니다. 따라서 힘은 전자를 가속화 할 것이며, 이는 뉴턴의 제 2 법칙을 사용하여 평가할 수 있습니다. 더 많이 가속화할수록 방사선 형태로 에너지를 더 많이 잃게됩니다. 따라서 전자의 잠재적 에너지가 감소함에 따라 전기장 하의 전자의 움직임이 느려집니다.
플레이트 사이의 전기 전위 에너지에는 차이가 있으며 V로 표시됩니다. 다음 표현은 전기장 아래의 전자의 힘의 크기를 제공합니다.
.f =qe
여기서,
f =전자의 힘
Q =전자의 전하
e =
사이의 전기장판
또한 v =ed
여기서,
v =판의 전위차
e =
사이의 전기장판
d =두 판 사이의 거리
따라서, f =ev/d
따라서 이제이 방정식의 도움으로 전기장 아래의 전자의 힘을 찾을 수 있습니다. 전기장 예에서 일부 전자를 통해 전자의 움직임을 더 잘 이해할 수 있습니다.
TV 세트의 전자 전자 Q가 가속한다고 가정 해 봅시다. 캐소드와 양극 사이에는 잠재적 차이가 있으며 거리 d에 배치됩니다. 양극과 캐소드 E 사이의 주어진 전기장은이 균일 한 전기장의 전자 힘을 계산하는 데 사용될 수 있습니다.
결론
전기장 하의 전자 개념에 대해 배우면 전기장 하에서 전자의 영향과 전자의 움직임이 현대 물리학에서 어떻게 작동하는지 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 개념을 이해하는 가장 좋은 방법 중 하나는 광전 효과의 네 가지 법칙을 통해 공식을 통해 개념을 적용하여 문제를 해결하는 것입니다.
