← الفيزياء الحديثة
٣
القسم ٩ · الفيزياء الحديثة — الموضوع ٣ من ١٠
التأثير الكهروضوئي
التأثير الكهروضوئي انبعاثُ الإلكترونات من سطح الفلز عند سقوط إشعاعٍ كهرومغناطيسيٍّ مناسبٍ عليه، ويُدرَس باستخدام الخلية الضوئية، ومن تطبيقاته الألواح الشمسية والتحكّم في إضاءة المصابيح.
- دالة الشغل (W): أقلّ طاقة لازمة لتحرير الإلكترونات الأضعف ارتباطًا في الفلز: W = h · f₀.
- تردد العتبة (f₀): أصغر تردد للضوء الساقط يمكنه تحرير الإلكترونات.
| تردد الفوتون الساقط | النتيجة |
|---|---|
| أقل من f₀ | لا يتحرّر الإلكترون |
| يساوي f₀ | يتحرّر الإلكترون ولا يتحرّك |
| أكبر من f₀ | يتحرّر الإلكترون ويكتسب طاقة حركية |
الطاقة الحركية للإلكترون الكهروضوئي:
KE = E − W = h · (f − f₀)
- جهد الإيقاف (V₀): الجهد الذي يوقف الإلكترون: KE = q · V₀ (q = 1.6 × 10⁻¹⁹ C).
- ميل الخط المستقيم في منحنى (الطاقة الحركية العظمى − التردد) يساوي ثابت بلانك h.
مثالفوتونٌ طاقته 5.23 eV يسقط على فلزٍ دالة شغله 2.13 eV؛ فما الطاقة الحركية للإلكترون المتحرّر؟
KE = E − W = 5.23 − 2.13 = 3.1 eV
أمثلة على «التأثير الكهروضوئي»
مثال ١
سقط فوتون طاقته 5.23 eV على سطح فلز دالة شغله 2.13 eV، فما الطاقة الحركية للإلكترون المتحرّر بوحدة eV؟
◎ توقّع الإجابة أولًا:
مثال ٢
إذا كان جهد الإيقاف لإلكترون كهروضوئي 2 V، فما طاقته الحركية العظمى بوحدة الجول؟ (q = 1.6 × 10⁻¹⁹ C)
◎ توقّع الإجابة أولًا: