Σύνοψη σημαντικών γνωσιακών σημείων του πειράματος φωτοηλεκτρικού φαινομένου

Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο είναι ένα σημαντικό και θαυματουργό φαινόμενο στη φυσική.Ανακαλύφθηκε από τον Γερμανό φυσικό Χερτς το 1887 και η σωστή εξήγηση προτάθηκε από τον Αϊνστάιν. Ας συνοψίσουμε τα γνωστικά σημεία του πειράματος του φωτοηλεκτρικού φαινομένου.

ο

Ορισμός φωτοηλεκτρικού φαινομένου

ο
Κάτω από την ακτινοβολία ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων υψηλότερης από μια ορισμένη συχνότητα (αυτή η συχνότητα ονομάζεται οριακή συχνότητα), τα ηλεκτρόνια μέσα σε ορισμένες ουσίες απορροφούν ενέργεια και διαφεύγουν για να σχηματίσουν ρεύμα, δηλαδή φωτοηλεκτρισμό.
ο

Η διαδικασία του πειράματος φωτοηλεκτρικού φαινομένου

ο
Το 1887, ο Γερμανός φυσικός Heinrich Hertz παρατήρησε το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο και την εκπομπή και λήψη ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων μέσω πειραμάτων. Υπάρχει ένα κενό σπινθήρα στον πομπό Hertz, ο οποίος μπορεί να δημιουργήσει και να εκπέμψει ηλεκτρομαγνητικά κύματα δημιουργώντας σπινθήρες. Μέσα στον δέκτη υπάρχει ένα πηνίο και ένα διάκενο σπινθήρα.Όποτε το πηνίο ανιχνεύσει ηλεκτρομαγνητικό κύμα, θα εμφανιστεί ένας σπινθήρας στο διάκενο σπινθήρα.
ο

Ο νόμος του πειράματος φωτοηλεκτρικού φαινομένου

ο
Μέσα από ένα μεγάλο αριθμό πειραμάτων, συνάγεται το συμπέρασμα ότι το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο έχει τους ακόλουθους πειραματικούς κανόνες:
ο
1. Κάθε μέταλλο έχει οριακή συχνότητα όταν παράγει το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, δηλαδή η συχνότητα του ακτινοβολούμενου φωτός δεν μπορεί να είναι μικρότερη από μια ορισμένη κρίσιμη τιμή. Το αντίστοιχο μήκος κύματος ονομάζεται περιοριστικό μήκος κύματος. Όταν η συχνότητα του προσπίπτοντος φωτός είναι χαμηλότερη από την οριακή συχνότητα, όσο δυνατό κι αν είναι το φως, τα ηλεκτρόνια δεν μπορούν να διαφύγουν.
ο
2. Η ταχύτητα των φωτοηλεκτρονίων που παράγονται στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο σχετίζεται με τη συχνότητα του φωτός, αλλά όχι με την ένταση του φωτός.
ο
3. Η παροδική φύση του φωτοηλεκτρικού φαινομένου. Βρέθηκε πειραματικά ότι ένα φωτορεύμα δημιουργείται σχεδόν αμέσως όταν το μέταλλο ακτινοβοληθεί.
ο
4. Η ένταση του προσπίπτοντος φωτός επηρεάζει μόνο την ισχύ του φωτορεύματος, δηλαδή επηρεάζει μόνο τον αριθμό των φωτοηλεκτρονίων που διαφεύγουν σε μια μονάδα επιφάνειας ανά μονάδα χρόνου. Στην περίπτωση του σταθερού χρώματος φωτός, όσο ισχυρότερο είναι το προσπίπτον φως, τόσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα κορεσμού, δηλαδή για ένα συγκεκριμένο χρώμα φωτός, όσο ισχυρότερο είναι το προσπίπτον φως, τόσο περισσότερα ηλεκτρόνια θα εκπέμπονται μέσα σε μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο.
ο
Τα παραπάνω είναι τα κύρια γνωστικά σημεία του πειράματος του φωτοηλεκτρικού φαινομένου. Στη διαδικασία των επιστημόνων που μελετούν το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, οι φυσικοί έχουν αποκτήσει μια βαθύτερη κατανόηση των κβαντικών ιδιοτήτων των φωτονίων, κάτι που έχει σημαντικό αντίκτυπο στην έννοια της δυαδικότητας κύματος-σωματιδίου.