[kugo]

مقدمة تاريخية
في عام 1887 وجد هيرتز أنه عند تعريض فجوة شرارية واقعة تحت جهد مرتفع للأشعة فوق البنفسجية أن هذا يسهل التفريغ خلال الهواء بمعنى أن التفريغ يحدث على مسافة بين الالكترودين لا يحدث فيها تفريغ اذا كانت الاشعة غير موجودة وقد اكتشف هيرتز أن أشعة الضوء اذا سقطت على سطح معدني فانها تتسبب في انبعاث الكترونات من هذا السطح.


و قد أمكن رصد هذه الظاهرة بالتجربة التالية نشحن كشاف كهربائي بشحنة سالبة ونلامس قرص الكشاف بصفيحة من الزنك ونسقط عليها أشعة فوق بنفسجية ؛ نلاحظ انطباق ورقتي الكشاف أما اذا شحن الكشاف بشحن موجبة نلاحظ أن انفراج ورقتي الكشاف يزداد.


تعرف هذه الظاهرة بظاهرة الإنبعاث الكهروضوئي أو الظاهرة الكهروضوئية
تعد هذه الظاهرة من اهم الظواهر التي تم اكتشافها في تلك الفترة نظرًا لتطبيقاتها الحساسة و منها على سبيل المثال لا الحصر :
• الخلايا الكهروضوئية (توليد الكهرباء من الضوء).
• انظمة اغلاق و فتح النوافد التلقائية.
• تسيير العربات على الطاقة الشمسية.


خصائص الظاهرة الكهروضوئية:
أولا : تتحقق الظاهرة الكهروضوئية (تنبعث الإلكترونات من سطح المادة) اذا كان تردد الموجات الضوئية الساقطة على سطح المادة أكبر من تردد معين يسمى تردد العتبة.
• تردد العتبة:
هو أقل تردد للضوء الساقط يكفي لانبعاث الالكترونات من سطح الفلز دون اكسابها طاقة حركة ويعتمد على نوع المادة التي تغطي سطح الكاثود

ثانيا : يحدث الانبعاث الكهروضوئي (تنبعث الإلكترونات من سطح المادة) بمجرد سقوط الموجات الكهرومغناطيسية ذات التردد المناسب على سطح الكاثود (السطح المصدر) مهما كانت شدة هذه الموجات ضعيفة (يقصد بالشدة الضوئية عدد الفوتونات المستقبلة او الساقطة) بمعنى أن تحقق الظاهرة لا يحتاج الى تخزين طاقة.
ثالثا : يعتمد عدد الالكترونات المنبعثة من سطح الكاثود على شدة الضوء (عدد الفوتونات المستقبلة او الساقطة) الساقط بمعنى أنه تزداد شدة التيار المار في دائرة الخلية الكهروضوئية بزيادة شدة الضوء الساقط
رابعا: تزداد القيمة العظمى لطاقة حركة الالكترونات المنبعثة و بالتالي سرعتها من سطح الفلز بزيادة تردد الضوء الساقط.


نظرًا لوجود هذه الخصائص للإنبعاث الكهروضوئي فإن تفسيرها حسب القوانين التي كانت سائدة (النظرية الموجية للضوء) في تلك الفترة كان عاجزًا عن تقديم شرح منطقي و كافي للظاهرة و خصائصها
فنشأت نظرية جديدة لتفسير هذه الظاهرة و خصائصها عرفت باسم نظرية الكم لاينشتاين:
افترض اينشتاين أن الضوء عبارة عن كمات من الطاقة أسماها فوتونات
اذا أي موجة كهرومغناطيسية ذات تردد معين هي سيل من الفوتونات
كل فوتون يمتلك طاقة تحسب من المعادلة E= hf حيث
= Eطاقة الفوتون , h = ثابت يعرف باسم ثابت بلانك(وهو مربع سرعه الضوء تقريبا) , f = تردد الضوء الساقط
عند سقوط الضوء على سطح الفلز تتعامل فوتوناته مع الكترونات السطح بشكل فردي
كل فوتون من فوتونات الضوء الساقط يتعامل مع الكترون واحد فقط ويمنحه طاقته
يستغل الالكترون هذه الطاقة لأمرين
الأمر الأول هو استنفاذ جزء من الطاقة للتحرر من سطح الفلز ويسمى هذا الجزء دالة الشغل أو طاقة التحرير ( أقل طاقة للفوتون تسمح بانبعاث الكترون من سطح فلز ما وتعتمد على نوع الفلز ) وهي ثابتة للمادة الواحدة
الأمر الثاني استنفاذ الجزء المتبقي من الطاقة في اكتساب طاقة حركة للخروج من السطح
hf = W + 1/2 mv2 معادلة اينشتاين لتفسير الظاهرة الكهروضوئية
W = h f o دالة الشغل
h ثابت بلانك
f o تردد العتبة
1 / 2 mv2 = h ( f - fo )
ملاحظات:
تعتمد طاقة الحركة على تردد الضوء الساقط ( طول الموجة ) ونوع مادة الكاثود ولا تعتمد على شدة الضوء الساقط وكلما زاد الطول الموجي للضوء الساقط كلما قلت طاقة الحركة للالكترونات وعند طول موجي معين لا تتحقق الظاهرة الكهروضوئي.
الطول الموجي الحرج هو أكبر طول موجي للضوء الساقط يكفي لانبعاث الكترونات من سطح الفلز دون اكسابها طاقة طاقة حركة.
الالكترونات التي لها أكبر طاقة حركة هي الالكترونات القريبة من سطح الفلز حيث تنطلق من السطح
قبل أن تفقد طاقة بسبب اصطدامها بذرات الفلز الأخرى.

وبالنسبه للمصدر فانا لا اتذكر من اى موقع هو الى انى اضفت بعض لاشياء