Fotoelektrik olay basitçe ışığın maddeden elektron koparma olayıdır. Yani ışık gelir, elektrona çarpar, bütün enerjisini elektrona aktarır, elektron yörüngesinden çıkar ve madde içerisinde başıboş hareket etmeye başlar.
Bu olay ilk olarak Heinrich Rudolf Hertz tarafından keşfedilmiştir. Olaya ilk başta klasik fizik nazarıyla bakıldığı için tam açıklanamamıştır. Çünkü ilk öngörü kopan elektronların enerjisi, ışığın şiddeti ile orantılı olması yönündeydi. Ancak gözlemler sonucu yayınlanan elektronun enerjisi, ışığın şiddeti ile orantılı olması yönündeydi. Ancak gözlemler sonucu yayınlanan elektronun enerjisi ışık şiddetinden bağımsızdı. Bu tutarsızlık 1905 yılında Einstein tarafından açıklanana kadar devam etti.
Einstein’a göre ışık foton parçacıkları tarafından yayılıyordu. Artan ışık şiddeti kaynaktan yayınlanan foton sayısını arttıracaktı. Ama elektrona çarpan foton sayısı belli idi. Çarpışma sonrası elektron enerjisi gelen fotonun enerjisi ile orantılıdır. Gelen fotonun henerjisi elektronu atomdan koparmak ve koptuktan sonraki kinetik enerjisine denk gelmektedir. Aşağıdaki denklem bunu açıklamaktadır.
Burada ‘ye maddenin iş fonksyonu denir ve maddeden maddeye değişen bir sabittir.
Bu olayın terside mevcuttur. Belli bir kinetik enerjiyle gelen elektron madde yüzeyine çarptığında bir eektromanyetik dalga meydana getirir.
Yayınlanan dalganın enerjisi çarpan elektronun kinetik enerjisiyle doğru orantılıdır.
Fotoelektrik olayın kullanım alanlarına değinecek olursak; fotodiyotlar ve fototransistörlerde şu fotoelektrik mantığı mevcuttur: Gelen foton valans bandındaki elektronları hareketlendirerek elektrik akımı meydana getirir. Ayrıca fotoelektrik olayı görüntü sensörlerinde de gözlemleyebiliriz. Görüntü sensörleri fotoğraf makinelerinde ve televizyonlarda kullanılır.
Yorumlar
Yorum Gönder