Co to jest Wewnętrzny Fotoelektryczny Efekt

Co to znaczy EFEKT FOTOELEKTRYCZNY WEWNĘTRZNY: generowanie poprzez światło dodatkowych (nierównowagowych) nośników ładunku elektrycznego (elektronów i dziur) w półprzewodnikach i izolatorach. E.f.w. zachodzi wtedy, gdy energia kwantu światła hv ≥ Eg dla półprzewodnika samoistnego hv ≥ Ea - Ea, dla półprzewodnika typu p, hv ≥ Ec- Ed dla półprzewodnika typu n. Kwanty światła o mniejszej energii nie powodują e.f.w. Przyrost koncentracji nośników skutkuje powiększenie przewodnictwa elektrycznego. To dodatkowe, spowodowane poprzez światło przewodnictwo nazywa się fotoprzewodnictwem. Sukces FOTOELEKTRYCZNY ZEWNĘTRZNY - zdarzenie opierające na uwalnianiu elektronów z powierzchni metalu (albo innego materiału) poprzez promieniowanie elektromagnetyczne (światło). Jakościowo można zademonstrować sukces fotoelektryczny naświetlając światłem lampy łukowej albo rtęciowej z palnikiem kwarcowym płytkę cynkową przymocowaną do wewnętrznej elektrody elektroskopu. Dwie wersje doświadczenia przedstawiono na rysunku. Ilościowo e.f. zbadał R.A. Millikan sposobem pomiaru potencjału hamującego. Przedstawiony na rysunku układ pozwala wyznaczyć charakterystykę napięciowo-prądową fotokomórki F. Na rysunku przedstawiono charakterystyki i - U otrzymane dla dwóch różnych natężeń oświetlenia katody (I1 i I2) światłem monochromatycznym. Natężenie prądu nasycenia, proporcjonalne do liczby wybitych elektronów, zależy od natężenia oświetlenia, z kolei wartość potencjału hamującego, będącego miarą energii kinetycznej uwolnionych elektronów, od natężenia oświetlenia nie zależy. Energia kinetyczna Wartość UH, czyli energia kinetyczna zależy od częstotliwości (barwy) oświetlającego katodę promieniowania . Zależność tę można przedstawić na wykresie. Dla różnych materiałów katod otrzymuje się łatwe równoległe do siebie. Równanie prostej: Ek = hv - Φlubhv = Ek + Φ gdzie h = 6,626 × 10-34 Js - stała Plancka, Φ - robota wyjścia elektronów z metalu. Równania powyższe przedstawił po raz pierwszy A. Einstein (Nagroda Nobla w 1921 r.). Z racji na liniową zależność energii kinetycznej fotoelektronów od częstotliwości światła, zależność liczby wybitych elektronów od natężenia oświetlenia i natychmiastowe pojawianie się fotoelektronów w chwili rozpoczęcia oświetlania katody, nie można wytłumaczyć efektu fotoelektrycznego stosując falową teorię światła. W zjawisku tym światło ukazuje swe właściwości korpuskularne. Musimy przyjąć, iż energia promieniowania elektromagnetycznego jest przekazywana poprzez cząstki zwane fotonami o energii E=hv Natężenie monochromatycznej wiązki światła zależy od liczby fotonów (kwantów energii h ). Energia fotonu pęd fotonu - masa relatywistyczna fotonu - . Sukces HALLA. - Jeżeli cienką przewodzącą prąd elektryczny płytkę, wykonaną z metalu albo półprzewodnika, umieścić w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji B, to pomiędzy ściankami 1 i 2 pojawi się różnica potencjałów UH, zwana napięciem hallowskim. Powodem tego zjawiska jest siła Lorentza, która kierując się na nośniki ładunku w płytce skutkuje ich odchylenie w kierunku jednej ze ścianek. Rezultatem tego jest naelektryzowanie ścianek ładunkami przeciwnych znaków i stworzenie wewnątrz płytki pola elektrycznego o natężeniu EH, które kompensuje działanie siły Lorentza. Dla przedstawionej na rysunku geometrii płytki można napisać następujące równania: EHq = qvdB, gdzie Q - ładunek nośnika (na przykład elektronu), vd - szybkość unoszenia nośników ( prąd elektryczny w metalach). Wartość gęstości prądu: gdzie n - koncentracja nośników ładunku. albo Rozmiar nazywa się stałą Halla. Symbol tej stałej jest zgodny ze znakiem nośników ładunku w płytce. Mierząc stałą Halla i przewodnictwo elektryczne próbki można określić koncentrację i ruchliwość nośników ładunku