Hiện nay giới hạn quang điện là phần kiến thức quan trọng được rất người quan tâm để áp dụng trong thực tiễn đời sống. Đặc biệt là những bạn trẻ đang chuẩn bị bước vào kỳ thi đại học sắp tới thì đây là kiến thức rất cần thiết cho quá trình ôn tập. Vậy hiệu ứng quang điện là gì và giới hạn quang điện của mỗi kim loại là gì? Hãy cùng TanVienThong.vn tìm hiểu qua bài viết sau
Hiệu ứng quang điện là gì?
Để có thể hiểu rõ hơn về giới hạn quang điện của mỗi kim loại là gì hãy cùng nghiên cứu hiệu ứng quang điện là gì? Hiện ứng quang điện được biết đến là một trong những hiện tượng liên quan đến điện và lượng tử. Trong đó điện lượng sẽ được thoát ra nguyên tử hay vật chất say quá trình hấp thụ năng lượng của những photon tồn tại trong ánh sáng.
Từ đó khiến nguyên tử chuyển qua trạng thái bị kích thích khiến bật electron di chuyển ra ngoài. Hiệu ứng quang điện được nhà khoa học tên Heinrich Hertz nghiên cứu và tìm ra do đó mà đôi khi hiệu ứng này sẽ được gọi với tên Hiệu ứng Hertz, đúng với tên gọi của cha đẻ của nó.
Thực tế qua việc nghiên cứu và tìm hiểu về hiệu ứng quang điện đã đem đến những bước tiến quan trọng trong quá trình tìm hiểu về các electron và lượng tử của ánh sáng. Bên cạnh đó cũng giúp ích cho việc tìm hiểu những tác động liên quan đến sự hình thành ra các khái niệm về lưỡng tính của sóng hạt.
Hiện tượng của hiệu ứng quang điện:
Theo nhà khoa học Heinrich Hertz, hiện tượng quang điện được giải thích như sau: Khi trên bề mặt của tấm kim loại được bức xạ điện từ chiếc vào với mức tần số lớn hơn mức tần số ngưỡng đặc trưng cho các chất cấu tạo nên tấm kim loại thì các năng lượng từ photon sẽ được những điện tử này hấp thụ, sau đó sinh ra dòng được và được gọi là dòng quang điện.
Sau khi trên bề mặt tấm kim loại bị những điện tử này bật hết ra ngoài thì sẽ xuất hiện hiệu ứng quang điện ngoài. Khi đó những điện tử này sẽ không bị phát ra nếu như tần số bức xạ nhỏ hơn mức tần số ngưỡng do điện tử hoàn toàn không được nhận đủ lượng năng lượng cần thiết để có thể thoát ra khỏi rào thể hay còn được gọi là công thoát.
Mức điện tử mà bị phát xạ dưới những tác dụng từ bức xạ điện từ được biết đến là quang điện tử. Đối với một số chất khác, nếu được chiếu sáng bởi tần số vượt quá tần số ngưỡng thì các điện tử sẽ không được bật ra bên ngoài bề mặt của tấm kim loại mà sẽ bị thoát khỏi liên kết nguyên tử và biến thành điện tử tự do.
Những điện tử này sẽ chuyển động trong lòng khối vật dẫn và từ đó tạo thành hiệu ứng quang điện trong. Đây là hiệu ứng dẫn đến toàn bộ sự thay đổi của tính chất dẫn điện chính vì vậy mà nhiều người còn gọi đây là hiệu ứng quang dẫn.
Những định luật quang điện, giải thích:
Hiện nay có rất nhiều người đã đưa ra những mô hình khác nhau nhằm giải thích về hiệu ứng quang điện. Nhưng những mô hình này đều không thành công vì đã sử dụng mô hình của sóng ánh sáng.
Đến cuối cùng bằng biện pháp sử dụng về mô hình của lượng tử ánh sáng, nhà vật lý học Albert Einstein đã giải thích được thành công về hiệu ứng quang điện này. Stoletov và Heinrich Hertz đã tiến hành nghiên cứu chi tiết hiệu ứng quang điện đồng thời cũng thành lập nên những định luật về quang điện.
- Đối với mỗi tần số của bức xạ và kim loại, cường độ chùm sáng tới sẽ tỷ lệ thuận với cường độ của dòng quang điện.
- Đối với mỗi loại kim loại khác nhau sẽ tồn tại riêng một tần số ở mức tối thiểu về bức xạ điện từ. Nếu ở dưới mức tần số tối thiểu đó thì sẽ không xảy ra được hiện tượng quang điện. Chính tần số này sẽ được gọi là giới hạn quang điện của mỗi kim loại hoặc tần số ngưỡng. Đây cũng chính là nguồn gốc để giải thích được giới hạn quang điện là gì?
- Ở trên mức tần số ngưỡng sẽ không có sự phụ thuộc giữa động năng cực đại và cường độ của chùm sáng mà chỉ có sự phụ thuộc với tần số của bức xạ.
- Toàn bộ thời gian từ khi bắt đầu bức xạ chiếu đến và những điện tử được phát ra rất ngắn và chỉ dưới 10−9 giây.
Giới hạn quang điện của mỗi kim loại là gì?
Theo nghiên cứu về vật lý học, giới hạn quang điện của mỗi kim loại là bước sóng giới hạn của ánh sáng kích thích để gây ra hiện tượng quang điện kim loại đó. Đối với nhiều vật liệu khác thì hiệu ứng quang điện ngoài sẽ không xảy ra và chỉ xảy ra được hiện tượng quang điện trong đối với các chất bán dẫn. Khi tiến hành chiếu những bức xạ điện từ trực tiếp vào trong những chất bán dẫn.
Khi đó nếu năng lượng photon đủ lớn thì nguồn năng lượng này sẽ hỗ trợ điện tử có thể dịch chuyển lên vùng dẫn. Từ đó giúp cho việc thay đổi tính chất điện chất bán dẫn. Ngày nay nhiều người ứng dụng giới hạn quang điện của mỗi kim loại là gì để có thể làm pin năng lượng mặt trời, phototransistor, photodiode,... hoặc sử dụng làm những cảm biến để ghi ảnh, đèn nhân quang điện hoặc cảm biến quang học, phổ quang điện tử…
Bài viết trên đã giải thích được giới hạn quang điện của mỗi kim loại là gì? Hy vọng đây sẽ là những thông tin giúp bạn hiểu rõ hơn về bản chất cũng như định nghĩa của giới hạn quang điện. Nếu có bất kỳ thắc mắc liên quan hãy liên hệ với TanVienThong chúng tôi để được giải đáp nhanh nhất có thể.
