ملتقى الفيزيائيين العرب - من يترجم لي هذا البحث إلى العربية (أرجوكم)

السلام عليكم ورحمة الله وبركاتة اما بعد :

أرجو ممن يتكلم اللغه الانجليزية يترجم لي هذا البحث أو من لدية بحث عن الضاهرة الكهروضوئية باللغه العربية جاهز يسعفني به أرجوكم وشكرا ( أختكم فيزيائية صغيرة ) .

النص المراد ترجمته :

Photoelectric effect
From Wikipedia, the free encyclopedia.
Jump to: navigation, search
The photoelectric effect is the emission of electrons from matter upon the absorption of electromagnetic radiation, such as ultraviolet radiation or x-rays. An older term for the photoelectric effect was the Hertz effect, though this phrase has fallen out of current use.[1]

Contents [hide]
1 Introduction
2 History
2.1 Early observations
2.2 Hertz's spark gaps
2.3 JJ Thomson: electrons
2.4 Tesla's radiant energy
2.5 Von Lenard's observations
2.6 Einstein: light quanta
2.7 Effect on wave-particle question
3 Explanation
3.1 Equations
4 Uses and effects
4.1 Electroscopes
4.2 Photoelectron spectroscopy
4.3 Spacecraft
4.4 Moon dust
5 See also
6 External links and references

[edit]
Introduction

The photoelectric effect. Incoming EM radiation on the left ejects electrons, depicted as flying off to the right, from a substance.Upon exposing a metallic surface to electromagnetic radiation that is above the threshold frequency (which is particular to each type of surface and material), the photons are absorbed and current is produced. No electrons are emitted for radiation with a frequency below that of the threshold, as the electrons are unable to gain sufficient energy to overcome the electrostatic barrier presented by the termination of the crystalline surface (the material's work function). By conservation of energy, energy of the photon is absorbed by the electron and, if energetic enough, can escape from the material with a finite kinetic energy. One photon can only remove one electron. The electrons that are emitted are often termed photoelectrons.

The photoelectric effect helped further wave-particle duality, whereby physical systems (such as photons, in this case) display both wave-like and particle-like properties and behaviours, a concept that was used by the creators of quantum mechanics. The photoelectric effect was explained mathematically by Albert Einstein, who extended the work on quanta developed by Max Planck.

[edit]
History
[edit]
Early observations
In 1839, Alexandre Edmond Becquerel observed the photoelectric effect via an electrode in a conductive solution exposed to light. In 1873, Willoughby Smith found that selenium is photoconductive.

[edit]
Hertz's spark gaps
Heinrich Hertz, in 1887, made observations of the photoelectric effect and of the production and reception of electromagnetic (EM) waves, published in the journal Annalen der Physik. His receiver consisted of a coil with a spark gap, whereupon a spark would be seen upon detection of EM waves. He placed the apparatus in a darkened box in order to see the spark better; he observed, however, that the maximum spark length was reduced when in the box. A glass panel placed between the source of EM waves and the receiver absorbed ultraviolet radiation that assisted the electrons in jumping across the gap. When removed, the spark length would increase. He observed no decrease in spark length when he substituted quartz for glass, as quartz does not absorb UV radiation.

Hertz concluded his months of investigation and reported the results obtained. He did not further pursue investigation of this effect, nor did he make any attempt at explaining how the observed phenomenon was brought about.

[edit]
JJ Thomson: electrons
In 1899, Joseph John Thomson investigated ultraviolet light in Crookes tubes. Influenced by the work of James Clerk Maxwell, Thomson deduced that cathode rays consisted of negatively charged particles, later called electrons, which he called "corpuscles". In the research, Thomson enclosed a metal plate (a cathode) in a vacuum tube, and exposed it to high frequency radiation. It was thought that the oscillating electromagnetic fields caused the atoms' field to resonate and, after reaching a certain amplitude, caused a subatomic "corpuscle" to be emitted, and current to be detected. The current and speed of this current varied with the intensity and color of the radiation. Larger increments of the radiation intensity or frequency of the field would produce more current.

[edit]
Tesla's radiant energy
In 1901 on November 5, Nikola Tesla received the U.S. Patent 685957 (Apparatus for the Utilization of Radiant Energy) that describes radiation charging and discharging conductors by "radiant energy". Tesla used this effect to charge a capacitor with energy by means of a conductive plate. The patent specified that the radiation include many different forms.

[edit]
Von Lenard's observations
In 1902, Philipp von Lenard observed [2] the variation in electron energy with light frequency. He used a powerful electric arc lamp which enabled him to investigate large changes in intensity, and had sufficient power to enable him to investigate the variation of potential with light frequency. His experiment directly measured potentials, not electron kinetic energy: he found the electron energy by relating it to the maximum stopping potential (voltage) in a phototube. He found that the calculated maximum electron kinetic energy is determined by the frequency of the light. For example, an increase in frequency results in an increase in the maximum kinetic energy calculated for an electron upon liberation - ultraviolet radiation would require a higher applied stopping potential to stop current in a phototube than blue light. However Lenard's results were qualitative rather than quantitative because of the difficulty in performing the experiments: the experiments needed to be done on freshly cut metal so that the pure metal was observed, but it oxidised in tens of minutes even in the partial vacuums he used. The current emitted by the surface was determined by the light's intensity, or brightness: doubling the intensity of the light doubled the number of electrons emitted from the surface. Lenard did not know of photons.

[edit]
Einstein: light quanta
Albert Einstein's mathematical description in 1905 of how it was caused by absorption of what were later called photons, or quanta of light, in the interaction of light with the electrons in the substance, was contained in the paper named "On a Heuristic Viewpoint Concerning the Production and Transformation of Light". This paper proposed the simple description of "light quanta" (later called "photons") and showed how they could be used to explain such phenomena as the photoelectric effect. The simple explanation by Einstein in terms of absorption of single quanta of light explained the features of the phenomenon and helped explain the characteristic frequency. Einstein's explanation of the photoelectric effect won him the Nobel Prize of 1921.

The idea of light quanta was motivated by Max Planck's published law of black-body radiation ("On the Law of Distribution of Energy in the Normal Spectrum". Annalen der Physik 4 (1901)) by assuming that Hertzian oscillators could only exist at energies E proportional to the frequency f of the oscillator by E = hf, where h is Planck's constant. Einstein, by assuming that light actually consisted of discrete energy packets, wrote an equation for the photoelectric effect that fit experiments. This was an enormous theoretical leap and the reality of the light quanta was strongly resisted. The idea of light quanta contradicted the wave theory of light that followed naturally from James Clerk Maxwell's equations for electromagnetic behavior and, more generally, the assumption of infinite divisibility of energy in physical systems. Even after experiments showed that Einstein's equations for the photoelectric effect were accurate there was resistance to the idea of photons, since it appeared to contradict Maxwell's equations, which were believed to be well understood and well verified.

Einstein's work predicted that the energy of the ejected electrons would increase linearly with the frequency of the light. Perhaps surprisingly, that had not yet been tested. In 1905 it was known that the energy of the photoelectrons increased with increasing frequency of incident light, but the manner of the increase was not experimentally determined to be linear until 1915 when Robert Andrews Millikan showed that Einstein was correct [3].

[edit]
Effect on wave-particle question
The photoelectric effect helped propel the then-emerging concept of the dual nature of light, that light exhibits characteristics of waves and particles at different times. The effect was impossible to understand in terms of the classical wave description of light, as the energy of the emitted electrons did not depend on the intensity of the incident radiation. Classical theory predicted that the electrons could 'gather up' energy over a period of time, and then be emitted. For such a classical theory to work a pre-loaded state would need to persist in matter. The idea of the pre-loaded state was discussed in Millikan's book Electrons (+ & -) and in Compton and Allison's book X-Rays in Theory and Experiment. These ideas were abandoned.

[edit]
Explanation
The photons of the light beam have a characteristic energy given by the wavelength of the light. In the photoemission process, if an electron absorbs the energy of one photon and has more energy than the work function, it is ejected from the material. If the photon energy is too low, however, the electron is unable to escape the surface of the material. Increasing the intensity of the light beam does not change the energy of the constituent photons, only their number, and thus the energy of the emitted electrons does not depend on the intensity of the incoming light.

Electrons can absorb energy from photons when irradiated, but they follow an "all or nothing" principle. All of the energy from one photon must be absorbed and used to liberate one electron from atomic binding, or the energy is re-emitted. If the photon is absorbed, some of the energy is used to liberate it from the atom, and the rest contributes to the electron's kinetic (moving) energy as a free particle.

[edit]
Equations
In analysing the photoelectric effect quantitatively using Einstein's method, the following equivalent equations are used:

Energy of photon = Energy needed to remove an electron + Kinetic energy of the emitted electron

Algebraically:

Using physicists' symbols:

where

h is Planck's constant;
f is the frequency of the incident photon;
f0 is the threshold frequency for the photoelectric effect to occur;
φ is the work function, or minimum energy required to remove an electron from atomic binding, and
Ek is the maximum kinetic energy observed.
Note: If the photon's energy (hf) is not greater than the work function (φ), no electron will be emitted. The work function is sometimes denoted W.

When this equation is not observed to be true (that is, the electron is not emitted or it has less than the expected kinetic energy), it may be because when given an excess amount of energy to the body, some energy is absorbed as heat or emitted as radiation, as no system is perfectly efficient.

[edit]
Uses and effects
Solar cells (used in solar power) and light-sensitive diodes use the photoelectric effect. They absorb photons from light and put the energy into electrons, creating electric current.

[edit]
Electroscopes
Electroscopes are fork-shaped, hinged metallic leaves placed in a vacuum jar, partially exposed to the outside environment. When an electroscope is charged positively or negatively, the two leaves separate, as charge distributes evenly along the leaves causing repulsion between two like poles. When ultraviolet radiation (or any radiation above threshold frequency) shines onto the metallic outside of the electroscope, a negatively charged scope will discharge and the leaves will collapse, while nothing will happen to a positively charged scope (besides charge decay). The reason is that electrons will be liberated from the negatively charged one, gradually making it neutral, while liberating electrons from the positively charged one will make it even more positive, keeping the leaves apart.

[edit]
Photoelectron spectroscopy
Since the energy of the photoelectrons emitted is exactly the energy of the incident photon plus the material's work function or binding energy, the work function of a sample can be determined by bombarding it with a monochromatic X-ray source or UV source (typically a helium discharge lamp), and measuring the kinetic energy distribution of the electrons emitted.

This must be done in a high vacuum environment, since the electrons would be scattered by air.

A typical electron energy analyzer is a concentric hemispherical analyser (CHA), which uses an electric field to divert electrons different amounts depending on their kinetic energies. For every element and core atomic orbital there will be a different binding energy. The many electrons created from each will then show up as spikes in the analyzer, and can be used to determine the elemental composition of the sample. [4]

[edit]
Spacecraft
The photoelectric effect will cause spacecraft exposed to sunlight to develop a positive charge. This can get up to the tens of volts. This can be a major problem, as other parts of the spacecraft in shadow develop a negative charge (up to several kilovolts) from nearby plasma, and the imbalance can discharge through delicate electrical components. The static charge created by the photoelectric effect is self-limiting, though, because a more highly-charged object gives up its electrons less easily.[5]

[edit]
Moon dust
Light from the sun hitting lunar dust causes it to become charged through the photoelectric effect. The charged dust then repels itself and lifts off the surface of the moon by electrostatic levitation. This manifests itself almost like an "atmosphere of dust", visible as a thin haze and blurring of distant features, and visible as a dim glow after the sun has set. This was first photographed by the lunar surveyor in the 1960s. It is thought that the smallest particles are repelled up to kilometers high, and that the particles move in "fountains" as they charge and discharge. [6] [7]

تأثير الكهروضوئي
من ويكيبيديا ، الموسوعة الحرة.
القفز إلى : الملاحة ، بحث
التأثير الكهروضوئي هو انبعاث الالكترونات من المسألة على إمتصاص الإشعاع الكهرومغناطيسي ، مثل الأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة السينية. وكان كبير السن الأجل للتأثير الكهروضوئي تأثير هيرتز ، على الرغم من هذه العبارة قد انخفض من الاستخدام الحالي. [1]

محتويات [إخفاء]
1 مقدمة
2 التاريخ
2،1 الملاحظات المبكرة
شرارة 2.2 هيرتز الثغرات
2.3 JJ طومسون : الالكترونات
2.4 تيسلا الطاقة الإشعاعية
2.5 فون لينارد ملاحظات
2.6 آينشتاين : الضوء كمات
2.7 تأثير على موجة الجسيمات السؤال
3 شرح
3.1 المعادلات
4 الأغراض والآثار
4.1 Electroscopes
4.2 التحليل الطيفي الضوئية
4.3 مركبة فضائية
4.4 القمر الغبار
(5) انظر أيضا
6 وصلات خارجية ومراجع

[عدل]
مقدمة

التأثير الكهروضوئي. الواردة EM الإشعاع على اليسار يقذف الألكترونات ، كما هو مبين تحلق قبالة إلى اليمين ، من substance.Upon تعريض السطح المعدني إلى الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي فوق تردد العتبة (الذي معين إلى كل نوع من السطحية والمادية) ، والفوتونات يتم استيعابها ويتم إنتاج الحالي. لا تنبعث الالكترونات للإشعاع مع تردد أدنى من العتبة ، والإلكترونات غير قادر على كسب ما يكفي من الطاقة للتغلب على الحاجز الكهربائي الذي قدمه إنهاء السطح البلوري (وظيفة عمل المادة). من جانب الحفاظ على الطاقة ، ويتم امتصاص الطاقة من الفوتون من الالكترون ، وإذا ما يكفي من حيوية ، لا يمكن الهروب من مواد الطاقة مع حركية محدودة. يمكن للمرء أن الفوتون إزالة إلكترون واحد فقط. وغالبا ما يطلق على الإلكترونات التي تنبعث الالكترونات الضوءيه.

ساعد التأثير الكهروضوئي مزيد من موجة الجسيمات الازدواجية ، حيث النظم الفيزيائية (مثل الفوتونات ، في هذه الحالة) عرض خصائص كل موجة تشبه والجسيمات مثل والسلوكيات ، وهو المفهوم الذي كان يستخدم من قبل المبدعين من ميكانيكا الكم. وأوضح التأثير الكهروضوئي رياضيا من قبل ألبرت آينشتاين ، الذي مدد العمل على الكميات التي وضعها ماكس بلانك.

[عدل]
تاريخ
[عدل]
في وقت مبكر الملاحظات
في عام 1839 ، لاحظ الكسندر ادمون بيكريل التأثير الكهروضوئي عن طريق قطب كهربائي في محلول موصل تعرضها للضوء. في عام 1873 ، وجدت أن السيلينيوم يلوغبي سميث هو ضوئية.

[عدل]
فجوات شرارة هيرتز
هاينريش هيرتز ، في 1887 ، ملاحظات من التأثير الكهروضوئي والإنتاج واستقبال الكهرومغناطيسية (EM) الأمواج ، ونشرت في مجلة دير Physik الرفيعة انالين. تألف المتلقي له من لفائف مع وجود فجوة شرارة ، وعندها سيعتبر شرارة عند الكشف عن موجات EM. وضعه الجهاز في مربع مظلمة من أجل أن نرى شرارة أفضل ، وأنه لاحظ ، مع ذلك ، أنه تم تخفيض الحد الأقصى لطول الشرارة عندما تكون في منطقة الجزاء. ألف لوحة زجاجية وضعت بين مصدر موجات EM واستقبال الأشعة فوق البنفسجية التي تساعد على امتصاص الإلكترونات في القفز عبر الفجوة. عند إزالتها ، فإن زيادة طول الشرارة. لاحظ أي انخفاض في طول الشرارة عندما استبدل الكوارتز لصنع الزجاج ، والكوارتز لا تمتص الأشعة فوق البنفسجية.

اختتمت هيرتز شهوره من التحقيق والإبلاغ عن النتائج التي تم الحصول عليها. وقال انه لم يتابع بمزيد من التحقيقات بهذا الشأن ، كما أنه لم يجعل أي محاولة لشرح كيف تم جلب هذه الظاهرة لوحظ تقريبا.

[عدل]
JJ طومسون : الالكترونات
في 1899 ، جوزيف جون طومسون التحقيق الضوء فوق البنفسجي في أنابيب كروكس. يستنتج طومسون يتأثر عمل جيمس كلارك ماكسويل ، أن أشعة الكاثود تتكون من جسيمات سالبة الشحنة ، تسمى الإلكترونات في وقت لاحق ، وهو ما يسمى "كريات". في مجال البحث والمغلقة طومسون لوحة معدنية (أ الكاثود) في أنبوب فراغ ، وتعرضها لأشعة عالية التردد. وكان يعتقد أن المجالات الكهرومغناطيسية تسبب تتأرجح حقل ذرة "ليتردد صداها ، وبعد التوصل إلى سعة معينة ، وتسبب في سوبتوميك" جسيم "إلى أن تنبعث ، والحالية ليتم اكتشافها. التيار وسرعة هذا التيار تختلف باختلاف كثافة ولون الإشعاع. وزيادات أكبر من كثافة الإشعاع أو تردد الحقل تنتج أكثر الحالي.

[عدل]
تيسلا الطاقة الإشعاعية
في عام 1901 في 5 تشرين الثاني ، تلقى نيكولا تيسلا الولايات المتحدة للبراءات 685957 (جهاز لاستغلال الطاقة المشعة) التي تصف الإشعاع الشحن والتفريغ الموصلات ب "الطاقة المشعة". تستخدم تيسلا هذا التأثير لشحن مكثف مع الطاقة عن طريق لوحة موصل. البراءة المحدد ان الاشعاع تشمل أشكالا عديدة ومختلفة.

[عدل]
فون لينارد ملاحظات
في عام 1902 ، لاحظ فيليب فون لينارد [2] الإختلاف في طاقة الإلكترون مع تردد الضوء. اعتاد قوية مصباح القوس الكهربائي التي مكنته من تحقيق تغييرات كبيرة في شدة ، وكان قوة كافية لتمكينه من التحقيق في تباين محتمل مع تردد الضوء. تجربته الإمكانيات مباشرة يقاس ، وليس الطاقة الحركية الإلكترون : وجد طاقة الإلكترون التي ربطها احتمال وقف أقصى (الجهد) في phototube. وجد أن يتم تحديد الحد الأقصى الإلكترون الطاقة الحركية التي حسبت على أساس تواتر الضوء. على سبيل المثال ، زيادة في تواتر النتائج إلى زيادة في الطاقة الحركية القصوى حسبت لألكترون على التحرير -- من شأنه أن الأشعة فوق البنفسجية تتطلب أعلى لتطبيق وقف محتمل لوقف الحالي في phototube من الضوء الأزرق. ولكن النتائج لينارد النوعي وليس الكمي بسبب صعوبة في أداء التجارب : التجارب ينبغي القيام به على المعادن خفض حديثا بحيث لوحظ المعدن النقي ، لكنه يتأكسد في عشرات من الدقائق حتى في الفراغات الجزئية التي استخدمها. تم تحديد الحالية التي تنبعث من سطح الأرض عن طريق شدة الضوء ، أو سطوع : مضاعفة كثافة الضوء تضاعف عدد الالكترونات المنبعثة من سطح الأرض. لينارد لم يكن يعرف من الفوتونات.

[عدل]
آينشتاين : الضوء كمات
وصف ألبرت آينشتاين الرياضي في عام 1905 كيف كان سببه امتصاص ما كانت تسمى في وقت لاحق الفوتونات ، أو كمات من الضوء ، في تفاعل الضوء مع الإلكترونات في الجوهر ، وقد ورد في ورقة تسمى "على وجهة نظر إرشادية تتعلق انتاج وتحويل الضوء ". اقترحت هذه الورقة الوصف البسيط "كمات الضوء" (يسمى لاحقا "الفوتونات") وأظهر كيف يمكن استخدامها لتفسير الظواهر مثل التأثير الكهروضوئي. وأوضح أن التفسير البسيط من قبل آينشتاين من حيث استيعاب الكميات واحد من الضوء على ملامح هذه الظاهرة ، وساعدت في تفسير تردد مميزة. فاز تفسير آينشتاين للتأثير الكهروضوئي له جائزة نوبل عام 1921.

وكان الدافع وراء فكرة كمات الضوء عليها القانون ماكس بلانك المنشورة إشعاع الجسم الأسود ("على قانون توزيع الطاقة في الطيف عادي". انالين دير Physik الرفيعة 4 (1901)) عن طريق افتراض أن التذبذب الهرتزية يمكن أن توجد فقط عند طاقات متناسبة مع التردد f المذبذب من قبل E = HF ، حيث ح هو ثابت بلانك E. آينشتاين ، وذلك على افتراض أن الضوء يتكون في الواقع من الحزم الطاقة المنفصلة ، كتب معادلة للتأثير الكهروضوئي الذي تجارب مناسبا. كانت هذه قفزة هائلة النظرية وقاوم بشدة واقع الكميات الخفيفة. فكرة كمات الضوء يتناقض مع نظرية موجة الضوء التي تلت طبيعيا من جيمس كلارك ماكسويل معادلات للسلوك الكهرومغناطيسي ، وبشكل أعم ، فإن الافتراض الإنقسام اللانهائي من الطاقة في النظم الفيزيائية. حتى بعد أن أظهرت التجارب أن معادلات آينشتاين للتأثير الكهروضوئي كانت دقيق كان هناك مقاومة لفكرة الفوتونات ، منذ أن ظهر لمناقضة معادلات ماكسويل ، الذي كان يعتقد أن يكون مفهوما جيدا والتحقق منها بشكل جيد.

توقع عمل آينشتاين بأن طاقة الألكترونات المقذوفة من شأنه أن يزيد خطيا مع تواتر الضوء. ربما من المستغرب ، أن ذلك لم يتم بعد اختبارها. في عام 1905 كان من المعروف أن الطاقة من الالكترونات الضوءيه مع زيادة وتيرة متزايدة من الضوء الساقط ، ولكن ليس بطريقة الزيادة تجريبيا ليكون خطي حتى 1915 عندما روبرت اندروز ميليكان أظهرت أن آينشتاين كان صحيح [3].

[عدل]
التأثير على موجة الجسيمات السؤال
ساعد التأثير الكهروضوئي دفع مفهوم الناشئة آنذاك من الطبيعة المزدوجة للضوء ، ذلك الضوء يسلك خصائص الموجات والجزيئات في أوقات مختلفة. كان التأثير المستحيل أن نفهم من حيث الوصف الموجة الكلاسيكي للضوء ، والطاقة المنبعثة من الإلكترونات لا تعتمد على كثافة الإشعاع الساقط. توقعت النظرية الكلاسيكية بأن الألكترونات يمكن أن 'جمع ما يصل للطاقة على مدى فترة من الزمن ، ثم أن تنبعث. لأن من شأن مثل هذه النظرية الكلاسيكية للعمل دولة محملة مسبقا الحاجة إلى الاستمرار في هذه المسألة. ونوقشت فكرة الدولة قبل تحميلها في الإلكترونات الكتاب ميليكان و(+ و --) وفي كومبتون وكتاب أليسون الأشعة السينية في النظرية والتجربة. وتم التخلي عن هذه الأفكار.

[عدل]
شرح
الفوتونات من شعاع الضوء لديها الطاقة المميزة التي قدمها الطول الموجي للضوء. في عملية إصدار ضوئي ، إذا كان الإلكترون تمتص الطاقة من فوتون واحد وله طاقة أكثر من وظيفة العمل ، وإخراجه من هذه المادة. إذا كانت طاقة الفوتون منخفض جدا ، ومع ذلك ، فإن الإلكترونات غير قادر على الهروب من سطح المادة. زيادة كثافة شعاع الضوء لا تغير طاقة الفوتونات التأسيسية ، إلا على عدد ، وبالتالي فإن الطاقة المنبعثة من الإلكترونات لا تعتمد على كثافة الضوء واردة.

يمكن أن تمتص الطاقة من الإلكترونات الفوتونات عند المشع ، لكنها تتبع "كل شيء أو لا شيء" المبدأ. يجب أن تستوعب كل الطاقة من فوتون واحد وتستخدم لتحرير إلكترون واحد من ذرية ملزمة ، أو إعادة المنبعثة - الطاقة. إذا تم امتصاص الفوتون ، ويستخدم بعض من الطاقة لتحريرها من الذرة ، والباقي يساهم في طاقة الإلكترون (الانتقال) والحركية والجسيمات الحرة.

[عدل]
المعادلات
في تحليل التأثير الكهروضوئي كميا باستخدام طريقة آينشتاين ، يتم استخدام ما يعادل المعادلات التالية :

الطاقة اللازمة للطاقة الفوتون = لإزالة الطاقة الحركية + الإلكترون الإلكترون المنبعث

جبريا :

باستخدام الرموز الفيزيائيين ':

حيث

ح هو ثابت بلانك ؛
و هو تواتر الفوتون الحادث ؛
F0 هو تردد العتبة للتأثير الكهروضوئي أن يحدث ؛
φ هي وظيفة عمل ، أو الطاقة الحد الأدنى المطلوب لإزالة إلكترون من ذرية ملزمة ، و
إيك هي الطاقة الحركية القصوى المرصودة.
ملاحظة : إذا طاقة الفوتون (HF) ليست أكثر من وظيفة العمل (φ) ، سوف تنبعث لا الإلكترون. هو الرمز أحيانا وظيفة عمل دبليو

عندما لا يلاحظ هذه المعادلة ليكون صحيحا (وهذا هو ، لا تنبعث الإلكترون أو أنها أقل من الطاقة الحركية المتوقعة) ، قد يكون لأنه عندما يعطي كمية من الطاقة الزائدة في الجسم ، ويمتص بعض الطاقة في شكل حرارة أو كما تنبعث من الإشعاع ، حيث لا يوجد نظام فعال تماما.

[عدل]
الاستخدامات والآثار
الخلايا الشمسية (المستخدمة في الطاقة الشمسية) والثنائيات حساسة للضوء استخدام التأثير الكهروضوئي. أنها تمتص فوتونات من الضوء ووضع الطاقة في الإلكترونات ، وخلق تيار كهربائي.

[عدل]
Electroscopes
Electroscopes هي على شكل شوكة ، تمحور أوراق معدنية وضعت في فراغ جرة ، ويتعرضون جزئيا إلى البيئة الخارجية. عندما يعهد الى المكشاف الكهربائي سلبا أو إيجابا ، ويترك منفصلين ، وتوزع بالتساوي على طول تهمة يترك تسبب التنافر بين قطبين شابه ذلك. عندما الأشعة فوق البنفسجية (أو أي إشعاع فوق تردد العتبة) يضيء على الخارج المعدني من المكشاف الكهربائي ، وعلى نطاق واتهم سلبا على أداء الأوراق ستنهار ، بينما لا شيء سيحدث على نطاق موجبة الشحنة (إلى جانب تهمة تسوس). السبب هو أن الإلكترونات سوف تتحرر من يوجه الاتهام لأحد سلبا ، مما يجعل تدريجيا محايدة ، في حين التحرر من الإلكترونات الموجبة الشحنة واحد سوف جعله أكثر إيجابية ، وحفظ الأوراق إربا.

[عدل]
التحليل الطيفي الضوئية
منذ الطاقة من الالكترونات الضوءيه المنبعث هو بالضبط طاقة الفوتون الحادث بالاضافة الى وظيفة المادية في العمل أو الطاقة الملزمة ، يمكن تحديد وظيفة عمل عينة بقذف مع مصدر الأشعة السينية أحادي اللون أو مصدر الأشعة فوق البنفسجية (عادة الهليوم مصباح التفريغ) ، وقياس توزيع الطاقة الحركية للالكترونات المنبعثة.

يجب أن يتم ذلك في بيئة فراغ عالية ، إذ أن تكون مبعثرة الإلكترونات عن طريق الجو.

A محلل طاقة الإلكترون نموذجي هو محلل متراكز نصف كروية (CHA) ، الذي يستخدم لتحويل الحقل الكهربائي الالكترونات كميات مختلفة اعتمادا على طاقاتهم الحركية. لكل عنصر والأساسية المدار الذري سيكون هناك طاقة مختلفة ملزمة. فإن الكثير من الالكترونات التي تم إنشاؤها من كل عرض بعد ذلك على النحو المسامير في محلل ، ويمكن استخدامها لتحديد التركيب العنصري للعينة. [4]

[عدل]
المركبة الفضائية
وسوف يؤدي التأثير الكهروضوئي المركبة الفضائية تتعرض لأشعة الشمس لوضع شحنة موجبة. وهذا يمكن الحصول على ما يصل إلى عشرات فولت. هذا يمكن ان يكون مشكلة كبيرة ، وأجزاء أخرى من المركبة الفضائية في ظل وضع شحنة سالبة (إلى عدة كيلوفولت) من البلازما القريب ، وهذا الخلل يمكن من خلال تفريغ المكونات الكهربائية الحساسة. التهمة ثابتة أنشأتها التأثير الكهروضوئي هو الحد الذاتي ، وذلك لأن أكثر كائن مشحونة يتخلى الإلكترونات في أقل بسهولة [5].

[عدل]
القمر الغبار
ضوء من الغبار القمري ضرب أحد الأسباب لتصبح مشحونة من خلال التأثير الكهروضوئي. الغبار المشحونة ثم يصد نفسه والمصاعد قبالة سطح القمر بحلول القطار الكهربائي. ويتجلى هذا تقريبا مثل "مناخ من الغبار" ، مرئية كما ضباب رقيق وعدم وضوح ملامح بعيدة ، ومرئية كما توهج خافت بعد غروب الشمس. تم تصويره الاولى من هذا من قبل المساح القمري في 1960s. ويعتقد أن يتم صد أصغر الجزيئات تصل إلى كيلومترات عالية ، والتي تتحرك الجزيئات في "ينابيع" لأنها تهمة والتفريغ. [6] [7]