Foto-elektriese effek vs fotovoltaïese effek
Die maniere waarop die elektrone in die foto-elektriese effek en fotovoltaïese effek uitgestraal word, skep die verskil tussen hulle. Die voorvoegsel 'foto' in hierdie twee terme dui daarop dat beide hierdie prosesse plaasvind as gevolg van die interaksie van lig. Trouens, hulle behels die vrystelling van elektrone deur die absorpsie van energie uit lig. Hulle verskil egter in definisie aangesien die stappe van progressie in elke geval verskil. Die belangrikste verskil tussen die twee prosesse is dat in die foto-elektriese effek, die elektrone na die ruimte vrygestel word, terwyl, in fotovoltaïese effek, die uitgestraalde elektrone direk 'n nuwe materiaal binnedring. Kom ons bespreek dit in detail hier.
Wat is foto-elektriese effek?
Dit was Albert Einstein wat hierdie idee in 1905 deur eksperimentele data voorgestel het. Hy het ook sy teorie oor die deeltjie-aard van lig verduidelik deur die bestaan van golf-deeltjie-dualiteit vir alle vorme van materie en straling te bevestig. In sy eksperiment in foto-elektriese effek, verduidelik hy dat wanneer lig vir 'n tydperk op 'n metaal vermy word, die vrye elektrone in die metaalatome energie van die lig kan absorbeer en uit die oppervlak kom en homself in die ruimte uitstraal. Om dit te laat gebeur, moet die lig 'n vlak van energie dra wat hoër is as 'n sekere drempelwaarde. Hierdie drempelwaarde word ook die 'werkfunksie' van die onderskeie metaal genoem. En dit is die minimum energie wat nodig is om die elektron uit sy dop te verwyder. Bykomende energie wat verskaf word, sal omgeskakel word in kinetiese energie van die elektron wat dit toelaat om vrylik te beweeg nadat dit vrygestel is. As slegs die energie gelykstaande aan die werkfunksie verskaf word, sal die uitgestraalde elektrone egter op die oppervlak van die metaal bly en nie kan beweeg nie weens die gebrek aan kinetiese energie.
Vir die lig om sy energie oor te dra na 'n elektron wat van materiële oorsprong is, word gedink dat die energie van lig in werklikheid nie aaneenlopend soos 'n golf is nie, maar in diskrete energiepakkies kom wat bekend staan as 'kwanta.' Daarom is dit moontlik vir die lig om elke energiekwanta na individuele elektrone oor te dra wat hulle uit hul dop laat dryf. Verder, wanneer die metaal as 'n katode in 'n vakuumbuis vasgemaak word met 'n ontvangsanode aan die teenoorgestelde kant met 'n eksterne stroombaan, sal die elektrone wat uit die katode uitgestoot word deur die anode aangetrek word, wat op 'n positiewe spanning gehandhaaf word en 'n stroom word dus binne die vakuum oorgedra, wat die stroombaan voltooi. Dit was die basis van Albert Einstein se bevindings wat hom die Nobelprys in 1921 vir Fisika besorg het.
Wat is fotovoltaïese effek?
Hierdie verskynsel is die eerste keer in 1839 deur die Franse fisikus A. E. Becquerel waargeneem toe hy probeer het om 'n stroom te produseer tussen twee plate platinum en goud, gedompel in 'n oplossing en wat aan lig blootgestel word. Wat hier gebeur, is dat die elektrone in die valensband van die metaal die energie van die lig absorbeer en by opwekking na die geleidingsband spring en sodoende vry word om te beweeg. Hierdie opgewekte elektrone word dan versnel deur 'n ingeboude aansluitingspotensiaal (Galvani-potensiaal) sodat hulle direk van een materiaal na die ander kan oorsteek in teenstelling met die deurkruis van 'n vakuumruimte soos in die geval van foto-elektriese effek, wat moeiliker is. Sonselle werk op hierdie konsep.
Wat is die verskil tussen foto-elektriese effek en fotovoltaïese effek?
• In die foto-elektriese effek word die elektrone in 'n vakuumruimte uitgestraal, terwyl, in fotovoltaïese effek, die elektrone direk 'n ander materiaal binnedring met vrystelling.
• Fotovoltaïese effek word waargeneem tussen twee metale wat in samehang met mekaar in 'n oplossing is, maar foto-elektriese effek vind plaas in 'n katodestraalbuis met die deelname van 'n katode en 'n anode wat via 'n eksterne stroombaan verbind is.
• Die voorkoms van die foto-elektriese effek is moeiliker in vergelyking met die fotovoltaïese effek.
• Die kinetiese energie van die uitgestraalde elektrone speel 'n groot rol in die stroom wat deur foto-elektriese effek geproduseer word, terwyl dit nie so belangrik is in die geval van die fotovoltaïese effek nie.
• Die uitgestraalde elektrone via die fotovoltaïese effek word deur 'n aansluitingspotensiaal gedruk in teenstelling met die foto-elektriese effek waar daar geen aansluitingspotensiaal betrokke is nie.
