Διαφορά μεταξύ φωτοηλεκτρικού φαινομένου και φωτοβολταϊκού φαινομένου

Κύρια διαφορά – Φωτοηλεκτρικό αποτέλεσμα έναντι φωτοβολταϊκού φαινομένου

Οι δύο έννοιες Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο και Φωτοβολταϊκό φαινόμενο εξηγούν πώς αντιδρούν οι ουσίες κατά την έκθεση στο φως. Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο περιγράφει την εκπομπή ηλεκτρονίων από την επιφάνεια μιας ουσίας ως απόκριση στο προσπίπτον φως. Τα μέταλλα συχνά δείχνουν αυτή την ιδιότητα. Φωτοβολταϊκό φαινόμενο είναι η διαδικασία κατά την οποία δύο ανόμοια υλικά σε στενή επαφή παράγουν ηλεκτρική τάση όταν χτυπηθούν από το φως. Η κύρια διαφορά μεταξύ του φωτοηλεκτρικού φαινομένου και του φωτοβολταϊκού φαινομένου είναι ότι τα ηλεκτρόνια στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο εκπέμπονται στον ανοιχτό χώρο ενώ τα ηλεκτρόνια στο Φωτοβολταϊκό Φαινόμενο εισέρχονται σε διαφορετικό υλικό.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο
      – Ορισμός, εξήγηση του εφέ
2. Τι είναι το φωτοβολταϊκό φαινόμενο
      – Ορισμός, εξήγηση του εφέ
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του φωτοηλεκτρικού φαινομένου και του φωτοβολταϊκού φαινομένου
      – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:Ηλεκτρόνιο, Ενέργεια δέσμευσης ηλεκτρονίων, Εκπομπή, Φως πρόσπτωσης, Φωτορεύμα, Φωτοηλεκτρόνια, Φωτοηλεκτρικό Φαινόμενο, Φωτόνιο, Φωτοβολταϊκό Φαινόμενο

Τι είναι το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο

Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο είναι η εκπομπή ηλεκτρονίων από την επιφάνεια μιας ουσίας ως απόκριση στο προσπίπτον φως. Φως πρόσπτωσης είναι η ακτίνα φωτός που χτυπά μια επιφάνεια. Αυτό συμβαίνει σε μεταλλικές επιφάνειες. Η ενέργεια του φωτός απορροφάται από τα ηλεκτρόνια του μετάλλου και αυτά τα ηλεκτρόνια εκπέμπονται. Όμως, η ενέργεια του φωτός θα πρέπει να είναι ακριβώς ίση με την ενέργεια που απαιτείται για να εκπέμπονται αυτά τα ηλεκτρόνια με αυτόν τον τρόπο.

Εικόνα 1:Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο

Τα εκπεμπόμενα ηλεκτρόνια είναι γνωστά ως φωτοηλεκτρόνια . Η ενέργεια του εκπεμπόμενου φωτός είναι ανεξάρτητη από την ενέργεια του προσπίπτοντος φωτός. Το προσπίπτον φως μεταφέρει ενέργεια με τη μορφή φωτονίων. Η ενέργεια των φωτονίων είναι ευθέως ανάλογη με τη συχνότητα του φωτός. Εάν αυτή η ενέργεια είναι αρκετή για ένα ηλεκτρόνιο στην επιφάνεια για να υπερνικήσει την ενέργεια δέσμευσης ηλεκτρονίων, εκτοξεύεται. Εάν η ενέργεια δεν είναι μεγαλύτερη από την ενέργεια δέσμευσης ηλεκτρονίων, τότε το ηλεκτρόνιο δεν μπορεί να διαφύγει. Ως εκ τούτου, η εκτόξευση ηλεκτρονίου εξαρτάται από την ποσότητα ενέργειας που μεταφέρει ένα φωτόνιο.

Η απορροφούμενη ενέργεια χρησιμοποιείται για την απελευθέρωση της ενέργειας από την επιφάνεια υπερνικώντας την ενέργεια δέσμευσης ηλεκτρονίων και η υπόλοιπη χρησιμοποιείται για την αύξηση της κινητικής ενέργειας του ηλεκτρονίου. Στη συνέχεια, το ηλεκτρόνιο μπορεί να απελευθερωθεί ως ελεύθερο σωματίδιο.

Τι είναι το φωτοβολταϊκό φαινόμενο

Το φωτοβολταϊκό φαινόμενο είναι η διαδικασία κατά την οποία δύο ανόμοια υλικά σε στενή επαφή παράγουν ηλεκτρική τάση όταν χτυπηθούν από το φως. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία τάσης και ηλεκτρικού ρεύματος στο υλικό. Το παραγόμενο ρεύμα είναι γνωστό ως φωτορεύμα . Εδώ, δεν πρόκειται να συμβεί εκτόξευση ηλεκτρονίων. Τα ηλεκτρόνια απορροφούν ενέργεια, αλλά διατηρούνται στην ουσία. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να παρατηρηθεί σε ημιαγωγούς.

Εικόνα 2:Το φωτοβολταϊκό ηλιακό πάνελ είναι μια εφαρμογή φωτοβολταϊκού φαινομένου

Όταν τα ηλεκτρόνια απορροφούν ενέργεια, αποκτούν μια διεγερμένη κατάσταση. Τα φωτόνια του προσπίπτοντος φωτός πρέπει να έχουν αρκετή ενέργεια για να ξεπεράσουν το φραγμό δυναμικού για τη διέγερση των ηλεκτρονίων. Τότε τα ηλεκτρόνια γίνονται ελεύθερα. Αυτά τα ελεύθερα ηλεκτρόνια μπορούν να διασχίσουν το φράγμα μεταξύ δύο κρυστάλλων ανόμοιων ουσιών. Όταν δίνεται αρνητικό φορτίο στο ένα άκρο της ουσίας, θα παραχθεί ηλεκτρικό ρεύμα από την κίνηση του ηλεκτρονίου μακριά από το αρνητικά φορτισμένο άκρο.

Διαφορά μεταξύ φωτοηλεκτρικού φαινομένου και φωτοβολταϊκού φαινομένου

Ορισμός

Φωτοηλεκτρικό εφέ: Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο είναι η εκπομπή ηλεκτρονίων από την επιφάνεια μιας ουσίας ως απόκριση στο προσπίπτον φως.

Φωτοβολταϊκό φαινόμενο: Φωτοβολταϊκό φαινόμενο είναι η διαδικασία κατά την οποία δύο ανόμοια υλικά σε στενή επαφή παράγουν ηλεκτρική τάση όταν χτυπηθούν από το φως.

Εκπομπή ηλεκτρονίων

Φωτοηλεκτρικό εφέ: Τα ηλεκτρόνια εκπέμπονται σε φωτοηλεκτρικό φαινόμενο.

Φωτοβολταϊκό φαινόμενο: Τα ηλεκτρόνια δεν εκπέμπονται στο φωτοβολταϊκό φαινόμενο.

Ηλεκτρικό ρεύμα

Φωτοηλεκτρικό εφέ: Δεν δημιουργείται ηλεκτρικό ρεύμα στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο.

Φωτοβολταϊκό φαινόμενο: Παράγεται ηλεκτρικό ρεύμα στο φωτοβολταϊκό φαινόμενο.

Απαιτούμενη ενέργεια

Φωτοηλεκτρικό εφέ: Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο λαμβάνει χώρα όταν η ενέργεια που παρέχεται από τα φωτόνια είναι αρκετή για να υπερνικήσει την ενέργεια δέσμευσης ηλεκτρονίων.

Φωτοβολταϊκό φαινόμενο: Το φωτοβολταϊκό φαινόμενο συμβαίνει όταν η ενέργεια που παρέχεται από τα φωτόνια είναι αρκετή για να ξεπεραστεί το πιθανό εμπόδιο της διέγερσης.

Συμπέρασμα

Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο είναι η εκπομπή ηλεκτρονίων από μια μεταλλική επιφάνεια όταν εκτίθεται στο φως. Φωτοβολταϊκό φαινόμενο είναι η δημιουργία ηλεκτρικού ρεύματος σε μια ουσία όταν εκτίθεται στο φως. Η κύρια διαφορά μεταξύ του φωτοηλεκτρικού φαινομένου και του φωτοβολταϊκού φαινομένου είναι ότι στο Φωτοηλεκτρικό Φαινόμενο τα ηλεκτρόνια εκπέμπονται στον ανοιχτό χώρο, ενώ στο Φωτοβολταϊκό Φαινόμενο τα ηλεκτρόνια εισέρχονται σε διαφορετικό υλικό.

Αναφορά:

1. «Φωτοβολταϊκό φαινόμενο». Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 10 Απριλίου 2008, Διαθέσιμο εδώ.
2. PhysLink.com, Anton Skorucak. Τι είναι το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο;, Διαθέσιμο εδώ.
3. "Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο." Wikipedia, Ίδρυμα Wikimedia, 17 Νοεμβρίου 2017, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. "Φωτοηλεκτρικό εφέ" (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia
2. “2392184” (Δημόσιος Τομέας) μέσω Pixabay