Émission photoélectrique


Définition: Lorsque le faisceau de la lumière éclaire la surface des métaux comme le sodium, le potassium, le césium et le rubidium, leurs électrons commencent à émettre. Le phénomène d’émission d’électrons est connu sous le nom d’émission photoélectrique.


En d’autres termes, l’émission photoélectrique est le processus par lequel les électrons libres sont libérés de la surface des métaux lorsqu’il absorbe la lumière. L’émission photoélectrique dépend de la fréquence de la lumière et non de l’intensité de la lumière.

Certains métaux comme alcalin, sodium, etc. nécessitent très moins d’énergie pour déplacer les électrons de leurs surfaces. Ou nous pouvons dire que leur fonction de travail est très moins. Lorsque l’énergie lumineuse incide à la surface de ces métaux, les électrons sont énergisés et commencent à émettre. Les électrons qui ont émis par cette manière sont connus sous le nom de photoélectrons. Et le courant qui induit en raison des photoélectrons est connu sous le nom de courant photoélectrique.

Le nombre d’électrons émis dépend de l’intensité de la lumière tombe à la surface et de la fréquence de leurs rayonnements. Cette propriété des métaux également utilisée pour mesurer l’intensité de l’incident de lumière à la surface.

Considérez la figure ci-dessous montre le phénomène des émissions photoélectriques. L’émetteur et l’anode sont enfermés dans le tube en verre évacué G. L’anode est en métal mince et est maintenue au potentiel positif concernant l’émetteur. Lorsque l’incident de lumière à la surface du métal, les électrons commencent à éjecter de la surface de l’émetteur. Les électrons se sont déplacés vers l’anode positive et ont établi le courant dans le circuit externe. Le flux d’électrons est maintenu jusqu’à ce que l’éclairage se poursuive.

émission photoélectrique

L’énergie des photons incidents à la surface dépend de la fréquence de la lumière et est exprimée comme,équation-1

où «h» est la constante de la planche et leur valeur est égale au 6,626 χ10-34 Joule-Second, F montre la fréquence de la lumière dans le Hertz.

L’énergie nécessite l’émission d’électrons = eφ


Où E – Electrons Charge et φ – Fonction de travail des électrons en volts.

Par conséquent, les photons qui provoquent des émissions sont donnés par l’expressionPhotoemission - Équation-2

La quantité minimale d’énergie qui provoque l’émission photoélectrique est connue sous le nom de fréquence de seuil. Et il est exprimé comme,photoélectrique-émission-equation-3

Où c est la vitesse de la lumière, et leur valeur est égale aux 3 χ 108 MS.

Les équations donnent la longueur d’onde de la fréquence de seuil, Photo-Electric-Emission-Equation-4

Si le rayonnement est plus élevé, alors l’équation ci-dessus, le phénomène d’émission photoélectrique ne se produira que lorsque la magnitude de la longueur d’onde est supérieure à l’équation ci-dessus. La relation énergétique devient,

photoélectrique-émission-equation-5

Considérez, la tension V réduit la vitesse des électrons émis et dans ce cas, photoélectrique-émission-equation-6

Le phénomène d’émission photoélectrique utilise dans les phototubes et ce tube est utilisé dans les sons de la télévision et des films.

Lois des émissions photoélectriques

  • L’émission d’électrons de la surface du métal ne peut être effectuée que lorsque la quantité suffisante d’énergie incidente à leur surface.
  • Le nombre d’électrons émis par seconde est directement proportionnel à la quantité d’incident de lumière à la surface.
  • L’énergie des électrons émises est exempte de la quantité de photons incidents à la surface, et cela dépend de la fréquence du flux lumineux.

Note: Si les électrons émis par la surface du métal en raison du chauffage, le processus est connu sous le nom d’émission thermionique.




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