Фотоефект - яким він повинен бути (фізика, наука)
Привіт! Чи може хтось пояснити фотоефект таким чином, щоб той, хто абсолютно не знає про фізику, міг його зрозуміти? wikipedia тощо дуже складні:(
3 відповіді
Щоб від’єднати електрон від атома, потрібна певна кількість енергії. Світло - це енергія. Отже, якщо легка частинка потрапляє на атом з достатньою кількістю енергії, електрон залишає атом. Якщо ще залишається енергія, вона служить для прискорення електрона та атома. Однак світло - це не просто частинка, це ще й хвиля, електромагнітна хвиля. Електричне та магнітне поля, які переплітаються. З ними енергія знаходиться в частоті і, отже, в кольорі. Червоний означає низьку частоту, низьку енергію та довжину довжини хвилі, синій означає високу частоту, високу енергію та коротку довжину хвилі.
Вміст енергії та частота пов'язані між собою квантом дії Планкта. Помноживши частоту на квант дії Планкта, ви отримуєте енергію світлової частинки. За цю реалізацію Альберт Ейнштейн отримав Нобелівську премію в 1905 році.
Фотоефект - це перш за все спостереження:
В експерименті металеву поверхню опромінювали більш-менш короткохвильовим світлом. До світла відноситься наступне: чим коротша хвиля (тобто чим більше вібрацій в секунду), тим вона більш енергійна. Це було відомо. Відповідно до тодішньої ідеї, енергія світла повинна була вивільняти електрони з поверхні металу - все більше і більше електронів із збільшенням енергії, а потім і швидші електрони.
Однак спостерігалося те, що спочатку (тобто із занадто довгою хвилею = занадто низьким енергією світла) нічого не сталося. Всупереч очікуванням, світло з нижчою енергією не може випускати з поверхні менш повільні електрони, але взагалі жоден. Електрони вивільнялися лише з дуже специфічної мінімальної енергії світла - і від цієї мінімальної енергії все було так, як очікувалося: чим коротше хвиля (енергійніше) ставало світло, тим швидше були вивільнені електрони.
Спочатку ніхто не міг пояснити цей необхідний мінімум енергії.
Альберт Ейнштейн першим пояснив це з точки зору квантової механіки: мінімальна кількість енергії потрібна для видалення електрона з атома. Електрони не можуть поглинати енергію в якійсь малій кількості, але існує мінімальна кількість, яку вони можуть поглинути. (Як у супермаркеті: Ви не можете придбати будь-яку кількість води, вам потрібно вийняти принаймні 1 цілу пляшку.) Отже, світло повинно мати можливість передавати принаймні цей енергетичний пакет до електрона, щоб він вивільнився. Що більше енергії, яку подає світло, потім переходить у кінетичну енергію.
Пояснення Ейнштейна вважається (першим) доказом того, що світло (і енергія загалом у світі найменших) квантується, тобто доступне лише в мінімальних упаковках. За це він отримав Нобелівську премію в 1921 році.
Відповіді попередніх доповідачів уже містять все, що важливо для розуміння принципу, саме тому я не додаю свою гірчицю.
Але, можливо, заради повноти: