الظاهرة الكهروضوئية

الظاهرة الكهروضوئية:-
الظاهرة الكهروضوئية هي إحدى الظواهر العديدة التي يمكن منها انبعاث الكترونات من سطح مادة فمن هذه الظواهر
(1) الانبعاث الحراري (2) الانبعاث الثانوي (3) الانبعاث الكهربي (4) الانبعاث الكهروضوئي.
الظاهرة الكهروضوئية تحدث عند سقوط إشعاع كهرومغناطيسي على سطح معدن فينتج عنه تحرير الكترونات من سطح المعدن. ولتفسير ما يحدث هو إن جزء من طاقة الشعاع الكهرومغناطيسي يمتصها الإلكترون المرتبط بالمعدن يتحرر منه ويكتسب طاقة حركة. وهذه العملية تعتمد على العديد من المتغيرات وهي:
• تردد الشعاع الكهرومغناطيسي
• شدة الشعاع الكهرومغناطيسي
• التيار الفوتوضوئي الناتج
• طاقة حركة الإلكترون المتحرر من سطح المعدن
• نوع المعدن
• ولفهم تأثير كل عامل من العوامل السابقة فإننا سندرس تأثير العوامل السابقة على التيار الكهربي الناتج والذي يسمى هنا التيار الفوتوضوئي photocurrent لأنه نتج عن تحرير الالكترونات بواسطة الضوء (شعاع كهرومغناطيسي(
• من خلال إجراء عدة تجارب عملية تعتمد على تغيير احد هذه العوامل مع تثبيت الباقي ودراسة تأثيره على التيار الفوتوضوئي. وفي الشكل التالي يوضح الجهاز المستخدم لهذا الغرض.

شكل (1) تجربة الظاهرة الكهروضوئيىة.
عندما يسقط شعاع كهرومغناطيسي أحادي اللون (Monochromatic) على سطح معدن (الأنود) متصل مع الطرف الموجب للبطارية وموجود داخل وعاء مفرغ من الهواء وذلك لمنع تصادم الالكترونات المتحررة بجزيئات الهواء. عندما تتحرر الالكترونات من سطح المعدن وتتمكن من الوصول إلى اللوح السالب (الكاثود) - وفي الأغلب يكون من نفس مادة الأنود - فإن تيارا كهربيا يمر في الدائرة ويمكن قياسه من خلال الأميتر والذي يعبر عن شدة التيار الفوتوضوئي المار في الدائرة وكلما ازدادت عدد الالكترونات المتحررة من سطح المعدن كلما كان التيار الناتج اكبر. (لاحظ هنا أن اتجاه التيار الاصطلاحي في عكس اتجاه حركة الالكترونات).