SELEKTIBITATE GAIEN ESKEMA: 19.- EFEKTU FOTOELEKTRIKOA. DESKRIBAPENA. AZALPEN KUANTIKOA. EINSTEINEN TEORIA.ATARI-MAIZTASUNA. ERAUZTE-LANA

  •  Efektu fotoelektrikoaren deskribapen laburra: argiaren (ikusgaia edo ultramorea) eraginez elektroiak igortzen dituzte zenbait gainazal metalikoak.
  • Fisika Klasikoak azaltzen ez dituen fenomenoak
  • Einsteinen azalpena teoría kuantioaren bidez. Atari-maiztasuna eta erauzte-lana kontzeptuak ematea, eta dogozkien formulak adieraztea. Planck-en teoría aplikatzea. Energía kuantizatua, fotoiaren kontzeptua

Fisika Klasikoaren mugak:

Fisika Klasikoan (Newtonen legeak eta abar….) gorputz batek eduki ditzakeen energía baloreak jarraiak dira, hau da: edozein balorea har dezake. Baina XIX mendearen bukaeran, hiru fenómeno aztertu ziren, eta fenómeno hauek azaltzeko  energíak soilik balore zehatz batzuk har dezakeela onartu behar da. Fenomeno hauek ziren:

1.- Gorputz Beltzaren erradiazio igorpena: Fenomeno honetan lege klasikoak ez ziren betetzen igorritako erradiazio maximoaren uhin luzera baxua zenean. Bere portaera azaltzeko Max Planck ondoko hipotesiak formulatu zituen:

  •  Atomoa osziladore harmoniko bezela portatzen dira
  •  Atomo edo oszilador bakoitzak zurgatzen edo igortzen duen energia kantitatea, oszilazioaren maiztasuna (f) proportzionala da : E = h·f           non h= 6,62 ·10-34 J·s  (Planck-en konstantea)
  • Atomo batek hartzen edo igortzen duen energia kantitate honen multiplo oso bat izan behar da.   E =  n·hf.   Energia pakete bakoitza hf  kuantu izena ematen zaie, eta horregatik Energia kuantizatuta dagola esaten dugu.

2.- Efektu fotoelektrikoa:  1905 urtean Albert Einsteinek matematikoki azaldu zuen efektu fotoelektrikoa eta Max Planckek kuantuei buruzko eginiko lana hedatu zuen

Gainazal metaliko bat atari-maiztasun jakin baten (materialaren araberakoa dena) baino maiztasun handiagoko argi ikusgai edo ultramoreak erasotua denean, fotoiak xurgatuak dira eta korronte elektrikoa sortzen da. Atari-maiztasun horretatik beherako erradiazioz erasotua denean ez da elektroirik emititzen,

Metalaren elektroiak fotoiaren energia zurgatzen du eta nahikoa bada, elektroiak alde egin dezake materialetik energia zinetiko batekin. Fotoi bakar batek elektroi bakar bat erauzi dezake, fotoi baten energia elektroi bategatik bakarrik zurgatua izan daitekeelako.

(Energia zinetikoa neurtzeko  ikusten dugu elektroia gainditu ahal duen potentzialaren diferentziak, eta hori Geldiarazpen potentziala edo balaztaketa potentziala (VD ) deiten dugu: eta   Ez= qe-.VD  )

Argi-izpi bateko fotoiek, argi horren maiztasunaren araberako berezko energia jakin bat dute. Fotoemisioaren prozesuan, elektroi batek fotoi baten energia zurgatzen badu lan-funtzioa edo erauzte lana (W0)  baino energia gehiago lortuz, materialetik erauzia izango da. Fotoiaren energia baxuegia bada, elektroia ez da gai materialaren gainazaletik irteteko.

Beraz, emitituriko elektroien energia ez da argi erasotzailearen intentsitatearen araberakoa, fotoi bakoitzaren energiaren araberakoa baizik.

Efektu fotoelektrikoa Einsteinen metodoarekin kuantitatiboki aztertzean, honelako ekuazio hauek erabiltzen dira:

Fotoiaren energia = Elektroia erauzteko behar den energia + Igorritako elektroiaren energia zinetikoa

E =    W0 +   Ezinetikoa        

edo       hf =    hf+  1/2 mv2                   non

  • h  Planck-en konstantea den,  h= 6,62 ·10.-34 J.s
  • f    fotoi erasotzailearen maiztasuna,
  • E0= hf0  lan funtzioa edo erauzte lana deitzen da, metal jakin batetik elektroi bat erauzteko honi eman behar zaion energia minimoa,
  •  erauzitako elektroien energia zinetiko maximoa
  • f0 : efektu fotoelektrikoa gertatzeko behar den atari-maiztasuna da,
  • m elektroiaren masa pausagunean,

Elektroi baten energia zinetikoa ezin denez negatiboa izan, ekuazioak fotoiaren energia metalaren lan-funtzioaren baino baxuagoa izatekotan, ez dela elektroirik emitituko adierazten du.

Emisio fotoelektrikoaren legeak:

  1. Metal eta argi erasotzailearen maiztasun jakin batean, askatzen diren fotoelektroien kopurua argi erasotzailearen intentsitatearen zuzenki proportzionala da.
  2. Metal jakin baterako, existititzen da erradiazio erasotzailearen maiztasun minimo bat zeinaren balioaren azpitik ezin den fotoelektroirik emititu. Maiztasun horri atari-maiztasuna deritzo.
  3. Atari-maiztasunetik gora, emitituriko fotoelektroi baten energia zinetiko maximoak ez du inolako erlaziorik argi erasotzailearen intentsitatearekin, bai ordea argi erasotzailearen maiztasunarekin.
  4. Metala erradiazio elektromagnetikoz erasotua denetik fotoelektroi baten emisiorarte iragandako denbora oso laburra da, 10-9 segundo baino laburragoa.

3.- Espektru atomikoak:

Atomoek kitzikaturik izateko zurgatzen duten energia edo kitzikaturik izan ondoren igortzen duten erradiazioek energia balore finko batzuk adierazten dituzte,  elementu kimiko bakoitzaren ezaugarriak direnak. (Energia balore hauen banaketa espektroa deitzen dugu)

Bohren eredu atomikoan oinarriturik, azalpen hau ematen da:

  • Elektrioak  orbital zirkular estazionarioetan mugitzen dira soilik
  • Orbita bakoitzari momentu angeluarra eta energia  balore bat dagokio (kuantizaturik dago)
  • Orbitaz aldatzeko zurgatu edo igorri behar den energia orbiten energi mailen arteko kenduraren berdina da  ΔE =  h·f (Salto bakoitzak marra bat ematen du espektroan energia kantitate bati dagokiona)
  •  Energia maila baxuena “oinarrizko egoera” deitzen dugu,(n=1)  eta bestea dira egoera kitzikatuak.descarga niveles
Post hau FISIKA 2 BATX., Selektibitate gai teorikoak atalean publikatu zen. Gogokoetara gehitzeko lotura iraunkorra.

Utzi erantzun bat

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Aldatu )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Aldatu )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Aldatu )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Aldatu )

Connecting to %s