아인슈타인의 광전 방정식

광전 효과 :광전 효과는 금속 표면이 특정 주파수의 빛에 의해 닿을 때 발생하는 물리적 현상입니다. 하인리히 헤르츠 (Heinrich Hertz)는 1887 년 에이 현상을 발견했으며 나중에 레나드는 1902 년에 그것을 확인했다. 그럼에도 불구하고 맥스웰의 전자기파 이론이 광전 효과를 설명 할 수 없었기 때문에 몇 가지 이상이 있었다. 아인슈타인은 Planck의 빛 개념을 광전 효과의 이전에 발생한 문제를 해결하기위한 입자로서 이용했습니다. 아인슈타인은 광자 또는 양자로 알려진 각 빛의 입자가 전송되는 빛의 주파수에 따라 크기가 다른 패킷 형태로 에너지를 전달한다는 것을 보여 주었다.

에너지 (e)는 각 빛의 입자 (광자)에 의해 운반되는 에너지 (e)는 as-e =hν, (ν)는 빛의 주파수이고 h는 플랑크의 상수 (6.6261 × 10-34 js)로 알려져 있습니다.

및 아인슈타인의 광전 방정식은

에 의해 제공됩니다

k.e. =hν - Ø0

여기서 K.E. 광전자의 운동 에너지

Ø0은 금속의 작업 기능입니다

hν는 광자의 에너지

입니다

광전 효과

1887 년에 Hertz는 전자기 방사선이 떨어질 때 전자가 금속 표면에서 방출되는 것을 발견했습니다. 1888 년, Hallwachs는 자외선 광선이 플레이트에 떨어질 때 전자가 아연 판에서 방출된다는 것을 실험적으로 보여 주었다.

적절한 파장 또는 주파수의 빛에 의해 조명 될 때 금속 표면에서 전자 방출 현상을 광전 효과라고합니다. 이 공정에서 방사 된 전자는 광전자라고하며 회로에서 생성되는 전류는 광전 전류라고합니다.

일반적으로 광전 효과는 적절한 파장의 방사선에 의해 조명 될 때 모든 물질에 의해 나타나는 현상입니다.

빛의 입자 특성

우리가 입자에 대해 이야기 할 때, 우리는 작은 물건에 대해 이야기하고 있습니다. 빛은 입자로 구성되어 있지만, 우리는 그것들을 광자이기 때문에 광자라고합니다. 아이작 뉴턴 경은 프리즘을 사용하여 햇빛을 여러 가지 색상으로 나누었을 때, 그가 제시 한 그림자의 둘레는 대단히 바삭 바삭하고 뚜렷했으며 1700 년에 그 빛이 입자로 구성되었다.

기본 입자와 빛의 양자로서, 광자는 다음과 같이 정의됩니다. 방정식 E =HV를 사용하면 광자가 얼마나 많은 에너지를 가지고 있는지 알아낼 수 있습니다. 에너지는 E로 표시되는 반면 H는 플랑크의 상수이고 V는 광자의 주파수입니다. 이 경우 빛의 강도를 높이면 일정 시간 내에 영역을 통과하는 광자 수를 증가 시켰음을 나타냅니다. 광자의 또 다른 장점은 아직 질량이 없지만 안정적인 아 원자 입자로 간주된다는 것입니다. 광자는 상호 작용 중에 다른 입자로 에너지를 전달할 수 있습니다.

광자

본질적으로 광자는 아 원자의 빛의 입자입니다. 빛의 입자는 광자 또는 Quanta라고합니다.

방정식 E =HV는 광자의 에너지를 설명합니다. 이 때문에 빛과 동일한 운동량과 속도를 가지고 있습니다.
주파수 v를 가진 모든 광자의 모멘텀 p와 에너지는 방사선의 강도에 관계없이 동일합니다.
빛의 강도가 증가함에 따라 단위 시간당 특정 영역을 전달하는 광자의 수는 비례 적으로 증가합니다. 방사선 에너지는이 요인의 영향을받지 않습니다.
전기 및 자기장은 광자의 동작에 영향을 미치지 않습니다.
전기는이 경우 요소가 아닙니다.
광자는 질량이 없으며, 즉 다른 입자에 중력 적 매력이 없습니다.
안정성 측면에서 물리학에 사용하기에 훌륭한 후보입니다.
방사선의 방출 또는 흡수는 각각 광자의 생성 또는 파괴를 초래할 수 있습니다.
광자 전자 충돌 중에 총 에너지와 운동량이 모두 보존됩니다.
외부 에너지 원이 없으면 광자가 부패 할 수 없습니다.
다른 입자와 접촉하는 동안 광자의 에너지를 전송할 수 있습니다.
스핀 (± ½)이있는 전자와는 달리 광자는 스핀 ± 1을 갖습니다. 스핀 축은 이동 방향과 평행하게 작동합니다. 이 광자의 특징은 처음에 빛을 분극 할 수 있습니다.

광전력 작업 기능

광전 효과는 가장 느슨하게 연결된 감광성 재료의 원자에서 전자를 제거하는 것입니다. 표면 재료의 광전력 작업 기능 (Ø0)은 표면 재료가 반도체 일 때 특정 표면에서 전자를 배출하는 데 필요한 최소량의 에너지로 정의됩니다. 금속 표면의 작업 기능은 구별되는 특성 중 하나입니다.

작업 함수는 수학적으로

로 표현 될 수 있습니다

Ø0 =hv0

결론

아인슈타인의 광전 효과는 광자가 금속의 전자와 상호 작용할 때 발생합니다
각 광자는 1 개의 전자와 상호 작용합니다.
입사 광자의 에너지는 표면에서 전자를 방출하고 방출 된 전자로 에너지를 전달하는 데 사용됩니다.
표면에서 전자를 방출하는 데 필요한 최소 에너지를 작업 기능이라고합니다.

사건 광자의 에너지는 작업 기능보다 더 많아야합니다.