Разлика између фотоелектричног и фотонапонског ефекта

Фотоелектрични ефекат вс Фотонапонски ефекат
 

Начини на који се електрони емитују у фотоелектричном ефекту и фотонапонском ефекту стварају разлику између њих. Префикс „фотографија“ у ова два термина сугерише да се оба ова процеса догађају због интеракције светлости. У ствари, они укључују емисију електрона апсорпцијом енергије из светлости. Међутим, они се разликују по дефиницији јер су кораци напретка у сваком случају различити. Главна разлика између два процеса је у томе што се у фотоелектричном ефекту електрони емитују у простор док у фотонапонском ефекту емитирани електрони директно улазе у нови материјал. Расправимо о томе детаљно овде.

Шта је фотоелектрични ефекат?

Било је Алберт Ајнштајн који су ову идеју предложили 1905. експерименталним подацима. Такође је објаснио своју теорију о природи светлости честица потврђујући постојање дуалности таласних честица за све облике материје и зрачења. У свом експерименту у фотоелектричном ефекту, он објашњава да када се светлост током неког времена окрене на метал, слободни електрони у металним атомима могу апсорбовати енергију из светлости и изаћи из површине која се емитује у свемир. Да би се то догодило, светлост мора да носи ниво енергије виши од одређене граничне вредности. Ова вредност прага се такође назива „радна функција'одговарајућег метала. Ово је минимална енергија која је потребна да би се електрон извадио из своје љуштуре. Осигурана додатна енергија биће претворена у кинетичку енергију електрона омогућавајући јој да се слободно креће након што се ослободи. Међутим, ако се обезбеди само енергија једнака радној функцији, емитовани електрони ће остати на површини метала, неспособни да се померају због недостатка кинетичке енергије.

Да би светлост пренела своју енергију на електрон који је материјалног порекла, мисли се да енергија светлости у ствари није непрекидна попут таласа, већ долази у дискретним енергетским пакетима који су познати као „квант.'Зато је могуће да светлост преноси сваки квант енергије на појединачне електроне, чинећи их истјецањем из своје љуштуре. Даље, када је метал фиксиран као катода у вакуумској цеви са пријемном анодом на супротној страни са спољним кругом, електрона која се избацује из катоде привлачиће аноду, која се одржава на позитивном напону и Стога се унутар вакуума преноси струја која завршава круг. То је била основа налаза Алберта Ајнштајна који су му освојили Нобелову награду 1921. за физику.

Шта је фотонапонски ефекат?

Овај феномен је први приметио француски физичар А. Е. Бецкуерел 1839. када је покушао да произведе струју између две плоче од платине и злата, уроњене у раствор и изложене светлости. Оно што се овде дешава је да електрони у валентном металу метала апсорбују енергију светлости и након побуђења скоче у проводни опсег и на тај начин се слободно крећу. Ови побуђени електрони се затим убрзавају помоћу уграђеног спојног потенцијала (Галвани потенцијал) тако да могу директно прелазити из једног материјала у други за разлику од преласка у вакуумски простор као у случају фотоелектричног ефекта, што је теже. Соларне ћелије делују по овом концепту.

Која је разлика између фотоелектричног и фотонапонског ефекта?

• У фотоелектричном ефекту, електрони се емитују у вакуумски простор док у фотонапонском ефекту електрони директно емитују други материјал по емисији.

• Фотоволтаични ефекат је примећен између два метала који су заједно у раствору, али фотоелектрични ефекат се дешава у катодној цеви уз учешће катоде и аноде спојене преко спољног круга.

• Појава фотоелектричног ефекта је тежа у поређењу са фотонапонским ефектом.

• Кинетичка енергија емитованих електрона игра велику улогу у струји произведеној фотоелектричним ефектом, док то није толико важно у случају фотонапонског ефекта.

• Емитовани електрони преко фотонапонског ефекта гурају се кроз спојни потенцијал за разлику од фотоелектричног ефекта тамо где нема укљученог потенцијала спајања.

Љубазношћу слика:

1. Фотоелектрични ефекат Феитсцхерг (ЦЦ БИ-СА 3.0)
2. Схематска илустрација фотонапонског ефекта Нцоуниота (ЦЦ БИ-СА 3.0)