Fotoelektrik Olay Nedir? Fotoelektrik Olayı Kim Buldu, Formülleri Neler?
Işığın doğası yüzyıllar boyunca hep tartışmalı olmuştur. Bundan kaynaklı araştırılan konuların başında da fotoelektrik olay gelir. Fotoelektrik olay nedir, fotoelektrik olayı kim buldu ve formülleri nelerdir gibi sorular da bu meseleye ilgili insanların en sık sorduğu sorulardan olmuştur. Peki fotoelektrik olay nedir? Haydi gelin hep birlikte bu ve bunun gibi sorulara yanıt bulduğumuz bu metni okuyalım.
Fotoelektrik olay bilim insanları tarafından sıklıkla tartışılan ve karşıt görüşlerin olduğu bir olaydır. Bununla birlikte insanlarda da fotoelektrik olay nedir sorusu uyanmıştır. Fotoelektrik olayı kim buldu ve formülleri elerdir soruları da aynı şekilde sıklıkla sorulan sorulardandır. Bizler bu metinde sizler için merak edilen soruları yanıtladık ve derledik. Buyurun, iyi okumalar…
Fotoelektrik Olay Nedir?
Fotoelektrik etki ya da fotoemisyon olarak bilinen bu olay, ışık bir maddeyi aydınlattığında elektronların ya da diğer serbest taşıyıcıların ortaya çıkması durumuna denir. Bu şekilde ortaya çıkan elektronlar, fotoelektronlar olarak adlandırılır ve bu olay genellikle elektronik fiziğinde, kuantum kimyası ya da elektrokimya gibi alanlarda çalışılır. Klasik elektromanyetik teoriye göre, bu etki ışıktan bir elektrona enerji transferi olarak adlandırılır. Bu açıdan bakıldığında, ışığın şiddeti veya dalga boyundaki değişim metalden elektron yayılma oranı değişimine neden olur. Yine bu teoriye göre yeterince loş ışığın, ilk ışıma ve bir elektronun yeterince yayılması arasında geçen süreyi göstermesi beklenilmektedir. Ancak, deney sonuçları klasik teoriye göre yapılan iki tahminden herhangi biriyle ilişkilendirilemez. Basitçe ışığın maddeden elektron koparma olayıdır. Yani ışık gelir, elektrona çarpar, bütün enerjisini elektrona aktarır, elektron yörüngesinden çıkar ve madde içerisinde başıboş hareket etmeye başlar. Fotoelektrik olay bazı kaynaklarda fotoemisyon olarakta tanımlanmaktadır.
Fotoelektrik Olayı Kim Bulmuştur?
Fotoelektrik olay ilk olarak 1887 Alman fizikçi yılında Heinrich Hertz tarafından keşfedilmiştir. Hertz elektrik ile yaptığı deneylerde ışığın etkisini fark etmiştir ve ultraviyole ışıklarla daha kolay aydınlanan elektrik kıvılcımlarını keşfetmiştir. Elektrotların üzerine ışık düştüğü zaman aralarındaki akımın güçlendiğini keşfetmiştir. 1900 ise Philipp Lenard gazların üzerine morötesi ışık düşürdüğü zaman gazların iyonize olduğunu ve pozitif yüklü iyonların fazla olduğunu görmüştür. Bu olayların klasik elektromanyetizma çerçevesinde açıklaması mümkün olmamaktaydı ve klasik fizik elektromanyetik radyasyonu dalga olarak kabul edilmekteydi. Bu nedenle olayı dalga perspektifinden açıklamak da mümkün olmamıştır.
Kurulan deney düzeneklerinden üç önemli sonuç çıkmıştır:
Belirli bir eşik frekansına gelene kadar ne kadar şiddetli ışık tutulursa tutulsun hiçbir elektron kopmaz.
Eğer frekans eşik değerinin üzerindeyse ışığın şiddeti ne kadar az olursa olsun elektron kopar
Fotoelektronun kinetik enerjisi ışığın frekansı ile doğru orantılıdır ve ışığın şiddetinden bağımsızdır.
1905 yılında Albert Einstein içinde enerji olan ayrı paketlerde taşınan ışık enerjisinin bir sonucu olarak fotoelektrik etkiden deneysel veriyi açıklayan bir makale yayımlamıştır. 1914 yılında Robert Millikan'ın deneyi Einstein'ın fotoelektrik etkisi üzerindeki yasasını onaylamıştır. Einstein 1921 yılında "fotoelektrik etki yasasının keşfi" için ve Millikan ise 1923 yılında "temel elektrik yükü ve fotoelektrik etki" çalışmasıyla Nobel Ödüllerini almışlardır.
Fotoelektrik Formülleri Nelerdir?
Fotoelektrik etkisi, yüksek atom numarasına sahip elementlerdeki çekirdek elektronları için enerjileri sıfırdan (negatif elektron yatkınlığı durumunda) 1MeV'ye yaklaşan fotonları gerektirir. Tipik metallerden taşıyıcı elektronların ışıması genellikle kısa dalga boyunda görünür ışık veya ultraviyole ışığına bağlı olarak, birkaç elektron-volt gerektirir.
Fotoelektrik etki çalışması, ışık ve elektronların kuantum doğasını anlamak için önemli adımlara sahiptir ve dalga-parçaçık ikilik konseptinin oluşumunu etkilemiştir. Işığın elektrik yüklerinin hareketini etkileyen diğer olayı fotoiletken etkiyi, fotoelektrik etkisini ve fotoelektrokimyasal etkiyi içerir.
Bu durumda fotoelektronların kinetik enerjisi, Ek= hν-W Page 3 olarak yazılabilir. Görüldüğü gibi fotoelektronların kinetik enerjisi yalnızca ışığın frekansı ile doğrusal bir bağlılık gösterir. Metal için eşik frekansı ise, vo = W/h şeklinde olacaktır.
Fotoelektrik Hangi Alanlarda Kullanılmaktadır?
Fotoelektrik olayın kullanım alanlarınları da en az fotoelektrik kadar merk edilmektedir. Fotoelektrik olayı fotodiyotlar ve fototransistörlerde (fotoelektrik sensör) fotoelektrik mantığı ile kullanılır: Gelen foton valans bandındaki elektronları hareketlendirerek elektrik akımı meydana getirir. Ve tüm bunlara ek olarak fotoelektrik olay görüntü sensörlerinde de gözlemlenebilir. günümüzde çok sıklıkla kullandığımız görüntü sensörleri olan fotoğraf makinelerinde ve televizyonlarda kullanılır.
