Hiệu ứng quang điện so với Hiệu ứng quang điện
Cách mà các electron được phát ra trong hiệu ứng quang điện và hiệu ứng quang điện tạo ra sự khác biệt giữa chúng. Tiền tố ‘ảnh’ trong hai thuật ngữ này gợi ý rằng cả hai quá trình này xảy ra do sự tương tác của ánh sáng. Trên thực tế, chúng liên quan đến sự phát xạ các electron bằng cách hấp thụ năng lượng từ ánh sáng. Tuy nhiên, chúng khác nhau về định nghĩa vì các bước tiến triển khác nhau trong mỗi trường hợp. Sự khác biệt chính giữa hai quá trình là trong hiệu ứng quang điện, các electron được phát ra không gian, trong khi trong hiệu ứng quang điện, các electron phát ra trực tiếp đi vào một vật liệu mới. Hãy thảo luận chi tiết về vấn đề đó ở đây.
Hiệu ứng quang điện là gì?
Chính Albert Einstein là người đề xuất ý tưởng này vào năm 1905 thông qua dữ liệu thực nghiệm. Ông cũng giải thích lý thuyết của mình về bản chất hạt của ánh sáng bằng cách xác nhận sự tồn tại của đối ngẫu sóng-hạt đối với tất cả các dạng vật chất và bức xạ. Trong thí nghiệm về hiệu ứng quang điện, ông giải thích rằng khi ánh sáng tránh xa kim loại trong một khoảng thời gian, các electron tự do trong nguyên tử kim loại có thể hấp thụ năng lượng từ ánh sáng và đi ra từ bề mặt phát xạ vào không gian. Để điều này xảy ra, ánh sáng phải mang một mức năng lượng cao hơn một giá trị ngưỡng nhất định. Giá trị ngưỡng này còn được gọi là ‘hàm làm việc’ của kim loại tương ứng. Và đây là năng lượng tối thiểu cần thiết để tách electron ra khỏi lớp vỏ của nó. Năng lượng bổ sung được cung cấp sẽ được chuyển thành động năng của electron cho phép nó chuyển động tự do sau khi được giải phóng. Tuy nhiên, nếu chỉ cung cấp năng lượng bằng cơ năng sinh công thì các êlectron tỏa ra sẽ nằm yên trên bề mặt kim loại, không thể chuyển động do thiếu động năng.
Để ánh sáng truyền năng lượng của nó cho một điện tử có nguồn gốc vật chất, người ta cho rằng năng lượng của ánh sáng trên thực tế không liên tục như sóng, mà là các gói năng lượng rời rạc được gọi là 'lượng tử.' Do đó, ánh sáng có thể truyền từng lượng tử năng lượng cho các electron riêng lẻ khiến chúng đẩy ra khỏi lớp vỏ của chúng. Hơn nữa, khi kim loại được cố định làm cực âm trong ống chân không có cực dương nhận ở phía đối diện với mạch ngoài, các điện tử bị đẩy ra khỏi cực âm sẽ bị cực dương hút, được duy trì ở điện áp dương và, do đó, một dòng điện đang được truyền trong chân không, hoàn thành mạch. Đây là cơ sở cho những phát hiện của Albert Einstein đã giúp ông đoạt giải Nobel Vật lý năm 1921.
Hiệu ứng quang điện là gì?
Hiện tượng này lần đầu tiên được quan sát bởi Nhà vật lý người Pháp A. E. Becquerel vào năm 1839 khi ông cố gắng tạo ra một dòng điện giữa hai tấm platin và vàng, ngâm trong một dung dịch và nó được tiếp xúc với ánh sáng. Điều xảy ra ở đây là, các electron trong vùng hóa trị của kim loại hấp thụ năng lượng từ ánh sáng và khi bị kích thích sẽ nhảy lên vùng dẫn và do đó chuyển động tự do. Các electron bị kích thích này sau đó được gia tốc bởi một thế tiếp giáp tích hợp sẵn (Tiềm năng Galvani) để chúng có thể trực tiếp truyền từ vật liệu này sang vật liệu khác, ngược lại với việc vượt qua không gian chân không như trong trường hợp hiệu ứng quang điện, khó hơn. Pin mặt trời hoạt động dựa trên khái niệm này.
Sự khác biệt giữa Hiệu ứng Quang điện và Hiệu ứng Quang điện là gì?
• Trong hiệu ứng quang điện, các electron được phóng ra trong không gian chân không trong khi trong hiệu ứng quang điện, các electron đi trực tiếp vào một vật liệu khác khi phát xạ.
• Quan sát thấy hiệu ứng quang điện giữa hai kim loại liên kết với nhau trong dung dịch nhưng hiệu ứng quang điện xảy ra trong ống tia catốt có sự tham gia của catốt và anốt nối qua mạch ngoài.
• Hiệu ứng quang điện khó xảy ra hơn khi so sánh với hiệu ứng quang điện.
• Động năng của các electron phát ra đóng một vai trò lớn trong dòng điện tạo ra bởi hiệu ứng quang điện trong khi nó không quá quan trọng trong trường hợp hiệu ứng quang điện.
• Các electron phát ra do hiệu ứng quang điện bị đẩy qua hiệu ứng thế tiếp giáp trái ngược với hiệu ứng quang điện khi không có thế tiếp giáp tham gia.
