التأثير الكهرضوئي

عندما يكون الضوء ذو طول موجي وتردد معين،يصطدم بمعدن،ويتم إخراج الإلكترونات من المعدن. تُعرف هذه الظاهرة بالتأثير الكهروضوئي. ومع ذلك،فقط يستطيع الضوء فوق عتبة التردد من إخراج الإلكترونات من المعدن.

الضوء ذو التردد الأقل لا يخرج الإلكترونات،بغض النظر عن شدته. كيف يمكن ذلك؟اقترح ألبرت أينشتاين أن هذا الضوء يتصرف كتيار من الجزيئات أو الحزم الصغيرة. حزمة واحدة أو كمية من الضوء تسمى فوتون.

كل فوتون له طاقة،E،تلك التي تعتمد على تردده،NU. يرتبط الاثنان بهذه المعادلة،حيث ثابت بلانك h وقيمته 6.626 في 10 إلى سالب 34 جول ثانية. الضوء،وبالتالي الفوتونات،ذات التردد العالي لديها طاقة أكبر.

يرتبط الإلكترون بالمعدن بطاقة ربط،فاي. يُعرف هذا أيضًا باسم وظيفة الشغل للمعدن،W. لذا،مقدار من الطاقة أكبر من W مطلوبه للتغلب على القوى الجاذبه و لإزاحة الإلكترون.

عندما يكون الفوتون ذو طاقة أكبر من W يضرب المعدن،وطاقته الزائدة تتحول إلى إلكترون كطاقة حركية ويتم إخراج الإلكترون. لتلخيص التأثير الكهروضوئي،في ضوء منخفض التردد وطويل الموجة لا تخرج أي إلكترونات من المعدن. وعند زيادة شدة الضوء منخفض التردد يزيد فقط عدد الفوتونات.

كل فوتون لا يزال لديه نفس الطاقة،وهو ما لا يكفي لطرد أي إلكترونات. اما اذا كان الضوء ذو طول موجي أقصر،و تردد أعلى من عتبة التردد،فانه يخرج إلكترونات لأن كل فوتون له طاقة أعلى. كلما زاد تواتر ال