الظاهرة الكهروضوئية ( التأثير الكهروضوئي) Photoelectric Effect
هنالك العديد من الظواهر الناتجة من تفاعل الإشعاع مع المادة ، منها: 1ـ الظاهرة الكهروضوئية 2ـ الأشعة السينية 3ـ أشعة الليزر وسندرس هذه الثلاث الظواهر بشيء من التفصيل في هذه الوحدة
*********************************
الظاهرة الكهروضوئية ( التأثير الكهروضوئي)
تعريف الظاهرة الكهروضوئية: هي ظاهرة انبعاث الإلكترونات من سطح الفلزات عند تعرضها لضوء بتردد مناسب. ملاحظات:
1ـ تسمى الإلكترونات المنبعثة من سطح الفلز بسبب سقوط الضوء عليه بالالكترونات الضوئية. تعريف التأثير الكهروضوئي - YouTube. 2ـ اكتشف الظاهرة الكهروضوئية العالم الألماني هنريش هيرتز عام 1887م عندما كان يحاول التأكد من وجود الأمواج الكهرومغناطيسية التي تنبأ بها ماكسويل عام 1884م. 3ـ لم يستطع العلماء تفسير الظاهرة الكهروضوئية عندما طبقوا مبادئ النظرية الموجية التقليدية ( الكلاسيكية) للضوء. 4ـ استطاع العالم الألماني البرت اينشتاين عام 1905م أن يفسر الظاهرة الكهروضوئية وذلك بالاعتماد على نظرية تكميم الطاقة الإشعاعية (للعالم بلانك). س: علل: لم يستطع علماء الفيزياء الكلاسيكية تفسير الظاهرة الكهروضوئية.
تعريف التأثير الكهروضوئي - Youtube
على سبيل المثال، تبلغ "فجوة النطاق" بالنسبة للسيليكون (1. 12) فولت "إلكترون فولت"، وتبلغ فجوة زرنيخيد الغاليوم (1. 42) فولت. يقع هذا في نطاق الطاقة التي تحملها فوتونات الأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي، والتي يمكنها بالتالي رفع الإلكترونات في أشباه الموصلات إلى نطاق التوصيل. اعتماداً على كيفية تكوين مادة أشباه الموصلات، قد يعزز هذا الإشعاع الموصلية الكهربائية عن طريق إضافة إلى تيار كهربائي ناتج بالفعل عن جهد مطبق، أو قد يولد جهداً بشكل مستقل عن أي مصادر جهد خارجي. تنشأ الموصلية الضوئية من الإلكترونات المحررة بواسطة الضوء ومن تدفق الشحنة الموجبة أيضاً. تتوافق الإلكترونات المرفوعة إلى نطاق التوصيل مع الشحنات السالبة المفقودة في نطاق التكافؤ، والتي تسمى "الثقوب". ما هو الفرق بين التأثير الكهروضوئي وتأثير كومبتون - موسوعة. تعمل كل من الإلكترونات والثقوب على زيادة تدفق التيار عند إضاءة أشباه الموصلات. الجهد الكهربائي والتأثير الكهروضوئي:
في التأثير الكهروضوئي، يتم إنشاء جهد عندما يتم فصل الإلكترونات المحررة بواسطة الضوء الساقط عن الثقوب الناتجة، مما ينتج عنه فرق في الجهد الكهربائي. يتم ذلك عادةً باستخدام تقاطع (pn) بدلاً من شبه موصل نقي. يحدث تقاطع (pn) عند المنعطف بين أشباه الموصلات من النوع (p – الموجب) والنوع (n – السالب).
ما هو الفرق بين التأثير الكهروضوئي وتأثير كومبتون - موسوعة
من أجل اختبار فرضياتهم ، قاموا بإجراء تجارب للنظر في تأثير سعة الضوء والتردد على معدل إخراج الإلكترون ، بالإضافة إلى الطاقة الحركية للإلكترونات الضوئية. وهذا ما سنتعرف عليه بشكل أفضل في الجزء القادم من المقال مع الخلية الكهروضوئية، تابعونا ليصلكم جديد مقالاتنا. إعداد: Soo Cat. تطبيقات التأثير الكهروضوئي Photoelectric effect applications – e3arabi – إي عربي. تدقيق: زكرياء لوطفي. #فيزيائي #الفيزياء_للجميع المصادر: -كتاب أساسيات الفيزياء. -موقع أكاديمية خان التعليمي. -موقع الفيزياء التعليمي/حازم سكيك. -موقع The physics hypertextbook:. -كتاب نظرية الكم والتركيب الالكتروني للذرات.
تطبيقات التأثير الكهروضوئي Photoelectric Effect Applications – E3Arabi – إي عربي
لاسيما أن الظاهرة الكهروضوئية هي عبارة عن؛ الظاهرة الناجمة عن إطلاق سطح فلزي للإلكترون في حالة بلوغه إشاعة سواء أكانت من الشمس أو إشاعة كهرومغناطيسية. الجدير بالذكر أنه من أبرز تلك الظواهر الكهروضوئية هي؛ الانبعاث الثانوي والحراري. يرجع تاريخ اكتشاف الظاهرة الكهروضوئية إلى عام 1877 م. ظهرت باكتشاف العالم هيرتز نتيجة للملاحظة والتدقيق التي تمتع بها العالم. إذ أنه لاحظ شرارة الكهرباء، بعدما تعرضت سطح مادة موصلة للإشعاع. فيما اكتشف أن الضوء يظهر على هيئة طاقة، مما جعل العالم يُدرك أهمية التأثير الكهروضوئي. يعتمد ظهور الطاقة الكهروضوئية على مجموعة من المتغيرات التي من أبرزها؛ شدة وتردد الشعاع المغناطيسي، نوع المعدن، التيار الفوتوضوئي، وطاقة حركة الإلكترونات. كما يوجد لدى الظواهر الكهروضوئية عدد من الخصائص التي من بينها؛ اعتمادها على سقوط الموجات بتردد يتوافق مع السطح. العلاقة الطردية بين كل من حركة الإلكترون، فضلاً عن الترددات الساقطة من الضوء. تتأثر الظواهر الكهروضوئية بالترددات الضوئية. عرضنا من خلال مقالنا الفرق بين التأثير الكهروضوئي وتأثير كومبتون في شرح للأمثلة فضلاً عن إيضاح الفروقات بين الظاهرة الكهروضوئية، يُمكنك عزيزي القارئ قراءة المزيد من المقالات التي نستعرض بها الشرح المبسط للرياضيات عبر موسوعة رياضيات ، كما يُمكنك الاطلاع على كل جديد موسوعة.
تطبيقات التأثير الكهروضوئي: تمّ استخدام الخلايا الكهروضوئية في الأصل للكشف عن الضوء، باستخدام أنبوب مفرغ يحتوي على كاثود ، لإصدار الإلكترونات، وأنود لتجميع التيار الناتج. اليوم، تطورت هذه "الأنابيب الضوئية" إلى الثنائيات الضوئية القائمة على أشباه الموصلات والتي تستخدم في تطبيقات مثل الخلايا الشمسية واتصالات الألياف الضوئية. الأنابيب المضاعفة الضوئية هي نوع مختلف من الأنبوب الضوئي، لكنّها تحتوي على العديد من الصفائح المعدنية التي تسمى "الديوندات" (dynodes). يتم إطلاق الإلكترونات بعد أن يضرب الضوء الكاثودات. ثم تسقط الإلكترونات على الدينود الأول، الذي يطلق المزيد من الإلكترونات التي تسقط على الدينود الثاني، ثمّ على الدينود الثالث، والرابع، وهكذا. كل دينود يضخم التيار؛ بعد حوالي (10) دينودات، يكون التيار قويًا بما يكفي للمضاعفات الضوئية لاكتشاف حتى الفوتونات المفردة. تُستخدم أمثلة على ذلك في التحليل الطيفي "الذي يقسم الضوء إلى أطوال موجية مختلفة لمعرفة المزيد عن التركيبات الكيميائية للنجوم، على سبيل المثال"، والتصوير المقطعي المحوري (CAT) الذي يفحص الجسم. تشمل التطبيقات الأخرى للديودات الضوئية (photodiodes) والمضاعفات الضوئية (photomultipliers) ما يلي: تكنولوجيا التصوير، بما في ذلك "أقدم" أنابيب كاميرات التلفزيون أو مكثفات الصورة.
تم توضيح هذه العلاقة بين الضوء والكهرباء "ومن ثمّ الكهروضوئية" في عام (1902م) من قبل فيزيائي ألماني آخر، "فيليب لينارد". أظهر أنّ الجسيمات المشحونة كهربائياً يتم تحريرها من سطح معدني عندما يكون مضاءً وأنّ هذه الجسيمات متطابقة مع الإلكترونات التي اكتشفها الفيزيائي البريطاني "جوزيف جون طومسون" في عام (1897م). أظهر المزيد من البحث أنّ التأثير الكهروضوئي يمثل تفاعلاً بين الضوء والمادة لا يمكن تفسيره بالفيزياء الكلاسيكية، التي تصف الضوء على أنّه موجة كهرومغناطيسية. كانت إحدى الملاحظات التي لا يمكن تفسيرها هي أنّ الطاقة الحركية القصوى للإلكترونات المحررة لم تتغير مع شدة الضوء، كما هو متوقع وفقاً لنظرية الموجة، ولكنّها كانت متناسبة بدلاً من ذلك مع تردد الضوء. ما حددته شدة الضوء هو عدد الإلكترونات المنبعثة من المعدن (تقاس كتيار كهربائي). ملاحظة أخرى محيرة هي أنه لم يكن هناك تقريباً أي فارق زمني بين وصول الإشعاع وانبعاث الإلكترونات. شرح التأثير الكهروضوئي رياضيا:
أدى النظر في هذه السلوكيات غير المتوقعة إلى قيام "ألبرت أينشتاين" بصياغة نظرية جسيمية جديدة للضوء في عام (1905م) حيث يحتوي كل جسيم من الضوء أو الفوتون على كمية ثابتة من الطاقة، أو الكم، والتي تعتمد على تردد الضوء.