المفعول الكهرضوئي

عند شحن صفيحة من الزنك المصقول بشحنة كهربائية و تعريضها لضوء غني بالأشعة فوق البنفسجية، نلاحظ أن الصفيحة تفقد شحنتها الكهربائية، و تسمى هذه الظاهرة بالمفعول الكهرضوئي.

بينت عدة دراسات في أواخر القرن التاسع عشر أن مواد أخرى تعرف ظاهرة المفعول الكهرضوئي عند استعمال موجات ضوئية طول موجتها صغير جدا، إلا أن الظاهرة لا تبرز في مادة معينة إلا بعد أن يكون طول الموجة المسلطة عليها أصغر من قيمة معينة تتعلق بهذه المادة(عتبة المفعول الكهرضوئي).

إن غياب الظاهرة بالنسبة للضوء ذي طول موجة كبير رغم شدة إضاءته القوية أبهر العلماء في تلك المرحلة، إلى أن أعطى أينشتاين تفسيرا لذلك سنة 1905 بطرحه ما يلي:

يتكون الضوء من مجموعة من جسيمات ضوئية تسمى فوتونات، يحمل كل منها طاقة تتناسب مع تردد الضوء، و لنزع إلكترون من مادة معينة لابد أن تكون الطاقة التي ينقلها الفوتون أكبر من طاقة انتزاع الإلكترون من المادة، و يتحول الفرق بينهما إلى طاقة حركية قصوية ينبعث بها الإلكترون:

Ec   =   h f   –   W

Ec...الطاقة الحركية القصوية لانبعاث الإلكترون
...hثابتة بلانك (6,626·10-34 Js)
f... التردد
... W طاقة الانتزاع

يحاكي هذا البريمج لجافا تجربة تستهدف تحديد ثابتة بلانك و طاقة انتزاع الإلكترونات. نسلط ضوءا أحادي اللون على كاتود (C) لخلية كهرضوئية، فيحدث
(أو لا يحدث ) انبعاث
إلكترونات. لإيجاد الطاقة الحركية القصوية لهذه الإلكترونات، نطبق توترا يمنع وصول الإلكترونات إلى الأنود (A) ، تقاس قيمة توتر الإيقاف هذا بواسطة الفولتمتر الأزرق، أما الفولتمتر الأحمر فإنه يسمح لنا بتشخيص فيما إذا تمكنت إلكترونات من الوصول إلى الأنود.

 

 

 
الفيزياء
بريمجات جافا للفيزياء

URL: http://www.walter-fendt.de/ph14ar/photoeffect_ar.htm

© Walter Fendt, 20 février 2000
© ترجمة: بوبكر تليوى 16/05/2009