ההבדל בין אפקט Photoelectric לבין אפקט Photovoltaic | אפקט פוטו-וולטאי לעומת אפקט פוטואלקטרי
אפקט פוטואלקטרי לעומת אפקט פוטו-וולטאי
האופן שבו האלקטרונים נפלטים באפקט הפוטואלקטרי ואפקט פוטו-וולטאי יוצרים את ההבדל ביניהם. הקידומת 'צילום' בשני מונחים אלה מצביעה על כך ששני התהליכים הללו מתרחשים עקב האינטראקציה של האור. למעשה, הם כרוכים פליטת אלקטרונים על ידי ספיגת האנרגיה מן האור. עם זאת, הם שונים בהגדרה כמו צעדים של התקדמות שונים בכל מקרה. ההבדל העיקרי בין שני התהליכים הוא שבאפקט הפוטואלקטרי, האלקטרונים נפלטים למרחב, ואילו באפקט פוטו-וולטאי, האלקטרונים הנפלטים נכנסים ישירות לחומר חדש. בואו נדבר על כך בפירוט כאן.
-> ->מהו אפקט הפוטואלקטרי?
זה היה אלברט איינשטיין שהציעו את הרעיון בשנת 1905 באמצעות נתונים ניסיוניים. הוא גם הסביר את התיאוריה שלו על הטבע החלקיקים של האור על ידי המאשר את קיומה של דואליות חלקיקים גל עבור כל סוגי החומר והקרינה. בניסוי שלו באפקט הפוטואלקטרי, הוא מסביר שכאשר האור מתנער על מתכת במשך תקופה מסוימת, האלקטרונים החופשיים באטומי המתכת יכולים לספוג אנרגיה מהאור ולצאת מן השטח הפולט את עצמו לחלל. כדי שזה יקרה, האור צריך לשאת רמה של אנרגיה גבוהה יותר מאשר ערך סף מסוים. ערך סף זה נקרא גם ' פונקציית העבודה ' של המתכת המתאימה. וזוהי האנרגיה המינימלית הדרושה להסרת האלקטרון מהקליפה שלו. אנרגיה נוספת שסופקו יומרו לאנרגיה קינטית של האלקטרון המאפשר לה לנוע בחופשיות לאחר שחרורם. עם זאת, אם רק האנרגיה שווה לפונקציה העבודה מסופק, האלקטרונים הנפלט יישאר על פני המתכת, לא מסוגל לזוז בשל היעדר אנרגיה קינטית.
כדי שהאור יעביר את האנרגיה שלו לאלקטרון שמקורו בחומר, הוא סבור כי אנרגיית האור היא, למעשה, לא רציפה כמו גל, אלא באה במנות אנרגיה נפרדות המכונים "
quanta . "לכן, זה אפשרי עבור האור להעביר כל אנרגיה quanta אלקטרונים בודדים מה שהופך אותם להניע מתוך פגז שלהם. יתר על כן, כאשר המתכת היא קבועה כמו קתודה בצינור ואקום עם צינור מקביל בצד הנגדי עם מעגל חיצוני, האלקטרונים כי הם נפלט מן הקתודה יהיה נמשך על ידי האנודה, אשר נשמר במתח חיובי, ולכן, זרם מועבר בתוך ואקום, השלמת המעגל.זה היה הבסיס לממצאיו של אלברט איינשטיין שזכה בו בפרס נובל בשנת 1921 בפיסיקה. -> ->
מהו אפקט פוטו-וולטאי?תופעה זו נצפתה לראשונה על ידי הפיזיקאי הצרפתי
A. E. Becquerel בשנת 1839 כאשר הוא ניסה לייצר הנוכחי בין שתי צלחות של פלטינה וזהב, שקוע בפתרון זה להיות חשוף לאור. מה שקורה כאן הוא, כי האלקטרונים של הלהקה valence של המתכת לספוג את האנרגיה מן האור על עירור קופץ הלהקה הולכה ובכך הופך חופשי לזוז. אלה אלקטרונים נרגשים מואצים אז על ידי פוטנציאל צומת מובנית (Galvani פוטנציאליים), כך שהם יכולים לעבור ישירות מחומר אחד לשני בניגוד לחלל ואקום כמו במקרה של אפקט פוטואלקטריים, וזה יותר קשה. תאים סולריים פועלים על מושג זה. מה ההבדל בין אפקט Photoelectric לבין אפקט photovoltaic?
• באפקט הפוטואלקטרי, האלקטרונים נפלטים לחלל ריק, ואילו באפקט פוטו - וולטאי, האלקטרונים נכנסים ישירות לחומר אחר עם פליטה.
• אפקט פוטו-וולטאי נצפתה בין שתי מתכות הנמצאות יחד זה עם זה בפתרון, אך האפקט הפוטואלקטרי מתרחש בצינור קרן קתודית בהשתתפות קטודה ואנודה המחוברת דרך מעגל חיצוני.
• המופע של האפקט הפוטואלקטרי קשה יותר בהשוואה לאפקט הפוטו-וולטאי.
האנרגיה הקינטית של האלקטרונים הנפלטים ממלאת תפקיד גדול בזרם המיוצר על ידי אפקט פוטואלקטרי, בעוד שלא כל כך חשוב במקרה של אפקט פוטו-וולטאי.
האלקטרונים הנפלטים באמצעות האפקט הפוטו-וולטאי נדחפים באמצעות פוטנציאל צומת בניגוד לאפקט הפוטואלקטרי שבו אין פוטנציאל צומת.
תמונות באדיבות:
אפקט פוטואלקטרי על ידי Feitscherg (CC BY-SA 3. 0)
- איור סכמטי של אפקט פוטוולטאי על ידי Ncouniot (CC BY-SA 3. 0)
