fotoelektrisk effekt

Den fotoelektriske effekten består av lys som eksiterer elektroner fra overflaten til et materiale. Effekten kan forstås kvantemekanisk som en spredningsprosess mellom et foton og et elektron.
Illustrasjon av fotoelektrisk effekt.
Lisens: CC BY SA 3.0

Fotoelektrisk effekt er det at det sendes ut elektroner fra et stoff som blir bestrålt med lys.

Faktaboks

Uttale
fˈotoelektrisk effekt
Etymologi

av foto-

Også kjent som

lyselektrisk effekt, hallwachseffekt, fotoemisjon

Historikk og beskrivelse

Wilhelm Hallwachs (1859–1922) oppdaget i 1887 at når lys faller på et metall med negativt elektrisk ladning, så utlades det i mange tilfeller, mens dette ikke skjer når metallet har positiv ladning.

Philipp Lenard påviste at det er elektroner som sendes ut, og Johann Elster og Hans Geitel (1855–1923) fant den fotoelektriske grunnloven: frekvensen til lyset må være større enn en karakteristisk verdi for hvert metall for at lyset skal gi fotoelektrisk effekt.

Albert Einstein viste i 1905 at effekten kunne forklares om man istedenfor å se på lyset som en kontinuerlig bølge og antok at det bestod av små lyskvanter kalt fotoner. Til en bestemt bølgelengde svarer et foton med energi E = hv, hvor h er Plancks konstant og v er lysets frekvens. Einstein fikk senere Nobelprisen i fysikk for dette arbeidet.

Avhengighet av lysets frekvens

For å frigjøre et elektron fra et metall, trenges en energi Eo som er karakteristisk for dette metallet. Det er bare når frekvensen til lyset er så stor at E blir større enn Eo at lyset kan forårsake fotoemisjon.

Dersom frekvensen til lyset er mindre enn den nødvendige karakteristiske frekvensen, skjer det ingen fotoemisjon, uansett hvor høy intensitet lysstrålen har.

Fotoelektrisk effekt er siden regnet som et avgjørende bevis for at lyset har partikkelnatur.

Ytre og indre fotoelektrisk effekt

Den formen for fotoelektrisk effekt som er beskrevet her, hvor et elektron emitteres ut av et materiale til vakuum (luft), kalles iblant den ytre fotoelektriske effekt (se bilde).

Til forskjell fra dette finnes også den indre fotoelektriske effekt. Denne består i at det eksiterte elektronet forblir i materialet, noe som i sin tur kan skape en elektrisk strøm.

Anvendelser

Fotoelektrisk effekt utnyttes i fotokatoden, som anvendes i fotoceller og fotomultiplikatorrør. For å få størst mulig effektivitet, lages fotokatoden med belegg av spesielle lysfølsomme stoffer, for eksempel en blanding av cesiumoksid og sølv, cesiumantimonid og forskjellige andre cesium- og vismutforbindelser.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg