A fotóhatás - mi legyen (fizika, tudomány)
Szia! Kérem, valaki meg tudja magyarázni a fotóhatást úgy, hogy az, akinek fogalma sincs a fizikáról, megértse? a wikipédia stb. nagyon bonyolultak:(
3 válasz
Az elektron leválasztásához az atomtól bizonyos mennyiségű energiára van szükség. A fény energia. Tehát, ha egy könnyű részecske elegendő energiával eléri az atomot, az elektron elhagyja az atomot. Ha még van energia, az az elektron és az atom felgyorsítását szolgálja. A fény azonban nem csak részecske, hanem hullám, elektromágneses hullám is. Elektromos és mágneses mező, amelyek összefonódnak. Velük az energia a frekvenciában és így a színben van. A piros alacsony frekvenciát, alacsony energiát és hosszú hullámhosszat, a kék nagy frekvenciát, nagy energiát és rövid hullámhosszat jelent.
Az energiatartalmat és a frekvenciát Plankt cselekvési kvantuma kapcsolja össze. Ha megszorozzuk a frekvenciát Plankt kvantummennyiségével, megkapjuk a fényrészecske energiáját. Albert Einstein 1905-ben megkapta a Nobel-díjat.
A fotóhatás mindenekelőtt megfigyelés:
A kísérlet során egy fémfelületet többé-kevésbé rövidhullámú fénnyel besugárztak. A fényre vonatkozik: minél rövidebb a hullám (vagyis minél több rezgés másodpercenként), annál energikusabb. Ez ismert volt. Az akkori elképzelés szerint a fény energiájának elektronokat kellett felszabadítania a fémfelületből - egyre több elektron növekedő energiával, majd gyorsabb elektron.
Megfigyelték azonban, hogy kezdetben (vagyis túl hosszú hullám = túl alacsony energiafénnyel) semmi sem történt. A várakozásokkal ellentétben az alacsonyabb energiájú fény nem tudott kevésbé lassú elektronokat felszabadítani a felszínről, de egyáltalán nem. Az elektronokat csak egy nagyon specifikus minimális fényenergiából szabadították fel - és ebből a minimális energiából minden a várakozásoknak megfelelően alakult: minél rövidebb hullámúvá (energikusabbá) vált a fény, annál gyorsabban mentek a felszabadult elektronok.
Eleinte senki sem tudta megmagyarázni ezt a szükséges minimális energiát.
Albert Einstein elsőként magyarázta ezt kvantummechanikával: Az elektron eltávolításához az atomból minimális energia szükséges. Az elektronok nem képesek kis mennyiségben elnyelni az energiát, de van egy minimális mennyiség, amelyet fel tudnak szívni. (Mint a szupermarketben: Nem vásárolhat semmilyen vizet, legalább 1 teljes üveget el kell távolítania.) A fénynek ezért képesnek kell lennie arra, hogy legalább ezt az energiacsomagot át tudja vinni az elektronra, hogy az felszabaduljon. Bármely további energiát is szolgáltat a fény, ezután kinetikus energiává válik.
Einstein magyarázata az (első) bizonyíték arra, hogy a fény (és általában az energia a legkisebbek világában) számszerűsített, azaz csak minimális csomagokban érhető el. Ehhez 1921-ben Nobel-díjat kapott.
Az előző felszólalók válaszai már tartalmaznak mindent, ami fontos az elv megértéséhez, ezért nem teszem hozzá a mustárt.
De talán a teljesség kedvéért: