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光電効果

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光電効果は、基本的な物理現象だけでなく現在の日の実用的なアプリケーションのさまざまな、また科学のまったく新しい分野にインスピレーションを与えてきました。

金属には、多くの携帯電話の電子が含まれています。これらの電子は、エネルギー提供すると興奮することができます。そして、金属から電子を励起し、エネルギーが十分に高い場合。

このような励起光と、放出電子は光電子、その名前です-光電効果のこの効果を与えると呼ばれます。

ここでは、通常のランプの光と紫外線を受ける荷電亜鉛金属板を用いた光電効果を示します。

前に実験を行い、データを収集する方法を学ぶ我々 は、パラメーターとこの効果を支配する原理を説明しましょう。それが発生する光電効果の順番は、光の周波数 'f' が 'f0' いくつかの最小限のしきい値を超えることが観察されている (読み取り f 0)。

これが重要な理由を理解するには、ズームインして顕微鏡レベルでこのプロセスを見てみましょう。金属光を照らす、個々 の光の光子は金属中の電子によって吸収されます。今、金属から解放するようにこれらの電子のため、彼らはいくつかの作業を実行しなければなりません。

したがって、E はすべき、仕事関数は、最小のエネルギーを表します、この ' 仕事関数の金属の W より大きい吸収される光子のエネルギーまたはしきい値エネルギー必要特定の金属から電子を解放します。

今、光子のエネルギーは光の周波数に比例なのでしきい値エネルギーはしきい値周波数 f0 に対応します。

エネルギーと周波数の関係は、'h' は、プランクの定数がこの方程式によって与えられます。境界の頻度を計算するため、同じ式を使用もできます。

たとえば、亜鉛の仕事関数は 4.3 電子ボルトであります。つまり亜鉛が発生する光電効果の限界周波数は 10 になります ^15 ヘルツ、300 ナノメートルのしきい値波長 Λ0 に対応します。このような短波長 UV 光に対応します。

今簡単な実験によってこの効果を発揮するステップバイ ステップのプロトコルを通過光電効果の背後にある原理を確認し、お知らせください。

すべての必要な器械および実験すなわち、検電器、亜鉛の金属板、サンドペーパー、UV 保護眼鏡のペア、枚の毛皮、アクリル棒通常ランプの提供する可視光 300 nm 以下の波長成分を持つ紫外光源の部分のための材料を取得します。

まず、亜鉛の金属板の表面を磨くサンドペーパーを使用します。これは金属の表面に酸化亜鉛を削除され、電子伝達が容易になります。検電器の金属板に亜鉛板を配置します。亜鉛板が、検電器との直接接触にあることを確認します。

次に、負荷電のロッドに 5 ~ 6 倍毛皮の部分で棒をこする。互いに接触にそれらを持って来ることを確かめて亜鉛板に近いロッドをもたらします。

他の手を使用して、誘導亜鉛板を積極的に充電に亜鉛板を簡潔をタップします。検電器の針は金属プレートと検電器内のすべてのパーツがそれに接続されていることを示す逸らす必要があります追加料金です。

次に、表示ランプを点灯し、検電器に近づけると亜鉛板にその光を当てます。検電器の応答を観察します。

今、正規のランプをオフにして、UV 保護メガネをつけます。ガラス プレートを削除し、UV 光ソースを取得し、検電器に近づけるのためにランプをオンにします。亜鉛金属に UV 光を当てます。検電器の応答を観察します。その後、オフに UV 光。

今、負荷電のロッドに 5 ~ 6 倍、毛皮で再びロッドをこする。亜鉛板との直接接触でロッドをもたらします。

これは亜鉛板の上にいくつかの負電荷の移転に伴う検電器の針の偏向になります。ロッドを片付けるし、あなたの手またはその他のオブジェクトと亜鉛の金属プレートに触れないようにします。

次に、表示ランプを点灯し、検電器に近づけると亜鉛板にその光を当てます。検電器の応答を観察します。

UV 保護メガネに置きます。ガラス プレートを取り外し、UV 光入れます検電器に近づけます。亜鉛金属に UV 光を当てます。検電器の応答を観察します。その後、オフに UV 光。

お知らせ今確認し、これらの実験の結果を解釈します。

帯電ロッドと亜鉛板が互いに直接接触しない、実験の最初の半分で針の両方通常ランプの UV 光照射、亜鉛板まま充電を示す偏向ままです。

これは、UV 光が照らされてと、すでに積極的に充電になるにいくつかの電子を失ってしまった、亜鉛板はいくつかの光電子をさらに失われるために発生します。これだけ偏向検電器針、もう少しもう少し正荷電、亜鉛板になります。

その一方で、互いと接触する帯電ロッドと亜鉛板が行われると、正規の灯火を使用して影響を与えません検電器に遵守しています。ただし、UV ランプの使用すると崩壊してないのたわみを中性の位置に戻る検電器の針、

これは、UV 光の光子のみ光電子を取り出すに亜鉛の仕事関数上にあるに十分なエネルギーを持っているのでに発生します。これは、負に帯電した亜鉛板を放電します。

前の例のように、可視光は亜鉛板を放出しないために光電子を励起するために十分なエネルギーを必要はありません。

フォトエレクトロニクス今多くの長年に渡って研究されている、研究、複数のアプリケーションの新しい分野の開発につながっています。

光電効果は、さまざまな実用的なアプリケーションがあるさまざまな光デバイスに使用されています。光電相互変換デバイスの 1 つの例は、感光性の電気スイッチです。

ここでは、ブロックまたは金属製輝く光ビームのブロック解除がオフまたは光電子の有無による電流。

ナイト ビジョン デバイスや NVDs は、真っ暗闇の中を近づいて光のレベルで生産するのに画像を許可するのに光電効果の原則を使用します。簡単に言えば、アルカリ金属またはデバイス内の半導体材料の薄膜を打つ光子は光電効果により光電子の放出を引き起こします。

これらの電子の電界によって加速し、元の信号を強化する二次排出量を介しています。掛けた電子に変換する電子を光子、画像を形成するため、蛍光スクリーンをストライクになります。

光電効果のゼウスの概要を見てきただけ。今光電効果の基本的な概念を理解し、また荷電金属が排出ことができる唯一の特定の周波数の光を使用してなぜ、理解してください。さらに、このビデオでは、可視光や紫外線にさらされる荷電亜鉛金属板を用いた光電効果を視覚化するための簡単な実験を説明しました。見てくれてありがとう!

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