Фотоэлектрический эффект против фотогальванического эффекта
Способы испускания электронов при фотоэлектрическом эффекте и фотогальваническом эффекте создают разницу между ними. Приставка «фото» в этих двух терминах предполагает, что оба эти процесса происходят благодаря взаимодействию света. На самом деле они связаны с испусканием электронов за счет поглощения энергии света. Однако они различаются по определению, поскольку этапы развития в каждом случае разные. Основное различие между этими двумя процессами заключается в том, что при фотоэлектрическом эффекте электроны испускаются в космос, тогда как при фотоэлектрическом эффекте испускаемые электроны непосредственно попадают в новый материал. Давайте подробно обсудим это здесь.
Что такое фотоэлектрический эффект?
Именно Альберт Эйнштейн предложил эту идею в 1905 году на основе экспериментальных данных. Он также объяснил свою теорию корпускулярной природы света, подтвердив существование корпускулярно-волнового дуализма для всех форм материи и излучения. В своем эксперименте по фотоэлектрическому эффекту он объясняет, что, когда свет на некоторое время избегается на металл, свободные электроны в атомах металла могут поглощать энергию света и выходить с поверхности, излучая себя в космос. Чтобы это произошло, свет должен нести уровень энергии выше определенного порогового значения. Это пороговое значение также называется «работой выхода» соответствующего металла. А это минимальная энергия, которая нужна для удаления электрона с его оболочки. Предоставленная дополнительная энергия будет преобразована в кинетическую энергию электрона, позволяя ему свободно двигаться после освобождения. Однако если обеспечить только энергию, равную работе выхода, испущенные электроны останутся на поверхности металла, не имея возможности двигаться из-за отсутствия кинетической энергии.
Для того, чтобы свет мог передать свою энергию электрону материального происхождения, считается, что энергия света на самом деле не непрерывна, как волна, а приходит в виде дискретных пакетов энергии, которые известны как Таким образом, свет может передавать каждый квант энергии отдельным электронам, заставляя их вылетать из своей оболочки. Кроме того, когда металл закреплен в качестве катода в вакуумной трубке с приемным анодом на противоположной стороне с внешней цепью, электроны, выбрасываемые с катода, будут притягиваться анодом, на котором поддерживается положительное напряжение и, поэтому в вакууме проходит ток, замыкая цепь. Это было основой открытий Альберта Эйнштейна, которые принесли ему Нобелевскую премию в 1921 году по физике.
Что такое фотогальванический эффект?
Это явление впервые наблюдал французский физик А. Э. Беккерель в 1839 году, когда он пытался создать ток между двумя пластинами из платины и золота, погруженными в раствор и освещенными светом. Здесь происходит то, что электроны в валентной зоне металла поглощают энергию света и при возбуждении перескакивают в зону проводимости и, таким образом, становятся свободными для движения. Эти возбужденные электроны затем ускоряются встроенным потенциалом перехода (потенциалом Гальвани), так что они могут напрямую переходить из одного материала в другой, в отличие от пересечения вакуумного пространства, как в случае фотоэлектрического эффекта, что более сложно. Солнечные батареи работают по этой концепции.
В чем разница между фотоэлектрическим эффектом и фотоэлектрическим эффектом?
• При фотоэлектрическом эффекте электроны испускаются в вакуумное пространство, тогда как при фотогальваническом эффекте электроны при испускании напрямую попадают в другой материал.
• Фотогальванический эффект наблюдается между двумя металлами, находящимися в соединении друг с другом в растворе, а фотоэффект имеет место в электронно-лучевой трубке с участием катода и анода, соединенных внешней цепью.
• Возникновение фотоэлектрического эффекта сложнее по сравнению с фотогальваническим эффектом.
• Кинетическая энергия испускаемых электронов играет большую роль в токе, создаваемом фотоэлектрическим эффектом, тогда как в случае фотогальванического эффекта она не так важна.
• Электроны, испускаемые фотогальваническим эффектом, проталкиваются через потенциал перехода, в отличие от фотоэлектрического эффекта, где потенциал перехода отсутствует.
