محاسبه انرژی در اثر فوتوالکتریک

محاسبه انرژی در اثر فوتوالکتریک چگونه است؟

زمان مطالعه: ۲ دقیقه

اثر ولتاژ باتری بر جریان الکترون ها

آیا با افزایش ولتاژ V جریان افزایش خواهد یافت؟

بله این سوال در واقع مفهوم گفته شده در سوال بالاست. اما نکته ایی که باید بدانیم اینست که با افزایش ولتاژ تا نقطه ایی سبب افزایش جریان می شود. اما از جایی به بعد به دلیل به وجود آمدن جریان اشباع، افزایش جریانی نخواهیم داشت. به این دلیل که تعداد فوتوالکترون های تولید شده در یک الکترود، در واحد زمان مقدار معینی دارد. جریان اشباع زمانی به وجود می آید که همه فوتوالکترون های جدا شده توسط الکترود روبه رو جذب شود، که در این صورت دیگر امکان افزایش جریان حتی با افزایش V وجود نخواهد داشت.

نکته! حتی هنگامی که V=0 است، جریان در مدار برقرار است.

اثر شدت نور بر جریان الکترون ها

آیا افزایش شدت نور (روشنایی) فرودی بر الکترود سبب افزایش جریان خواهد شد؟

بله با افزایش شدت نور انرژی بثیشتری به الکترود منتقل شده در نتیجه تعداد فوتوالکترون های بیشتری در واحد زمان تولید شده که جریان بیشتری نیز تولید خواهد شد.

نکته! I۰ به شدت موج فرودی وابسته است.

محاسبه انرژی در اثر فوتوالکتریک

اگر الکترودی که تحت تابش نور فرودی قرار دارد را الکترود A و الکترود دیگر را B بنامیم، انرژی جنبشی فوتوالکترون در نزدیکی الکترود A را با KA و برای الکترود دیگر را نیز با KB نشان می دهیم و خواهیم داشت:

KB > KA

چرا که میدان الکتریکی اعمال شده میان دو الکترود به فوتوالکترون تولید شده در الکترود A نیرو وارد کرده و آن را به سمت الکترود B شتاب می دهد. (جهت میدان الکتریکی از الکترود B به A است) بنابراین انرژی جنبشی فوتوالکترونی که به سمت الکترود B در حال حرکت است، پیوسته در حال افزایش و طبق پایستگی انرژی برابر با کاهش انرژی پتانسیل آن در حرکت در خلاف جهت میدان است.

پس طبق اصل پاستگی انرژی خواهیم داشت:

K + ∆U = 0 ∆

K = KB – KA

∆U = -q ∆V = -(-e) (V – ۰) = eV

در این رابطه q برابر با بار الکترون (e-) است. همچنین برای محاسبه اختلاف پتانسیل، ولتاژ انتهایی مربوط به الکترود B و برابر با V و ولتاژ ابتدایی، ولتاژ الکترود A و برابر با صفر است. در نتیجه خواهیم داشت:

KB – KA = eV

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *