جهد الإيقاف الكهروضوئي: هل يتغير مع شدة الضوء؟

قارن جهد الإيقاف الكهروضوئي عند تغيير الشدة وعند تغيير الطول الموجي. [2]

الخلاصة السريعة

عند ثبات الطول الموجي والمادة، لا يتغير جهد الإيقاف بزيادة شدة الضوء في النموذج أحادي الفوتون. [2]

• نبحث خروج إلكترونات من سطح معدني بإضاءة أحادية اللون ضعيفة، ضمن نموذج أحادي الفوتون. ليست المسألة حساب خرج لوح شمسي؛ نهمل التسخين والعمليات متعددة الفوتونات. [2]
• E=hc/λ طاقة الفوتون؛ λ الطول الموجي في الفراغ. نستعمل hc≈1240eV·nm، ودالة شغل مفترضة φ=2.5eV، وهي الحد اللازم للتحرير. طول العتبة λ0=hc/φ=496nm؛ eV إلكترون فولت وnm نانومتر. [1]
• عند λ=310nm: E=4eV، وأكبر طاقة حركة Kmax=E−φ=1.5eV. عند 620nm: E=2eV<φ، فلا انبعاث بهذا النموذج. ناتج −0.5eV ليس طاقة حركة لإلكترون منبعث. [1]
• Vs مقدار جهد الإيقاف الموجب: Kmax=eVs، حيث e مقدار شحنة الإلكترون. للطاقة 1.5eV يكون Vs=1.5V؛ V فولت. فرق جهد المجمّع ناقص الباعث سالب: −1.5V؛ إذ يبطئ الإلكترونات. [1]
• زيادة الشدة عند 310nm تزيد تدفق الفوتونات، وقد تزيد التيار مع ثبات ظروف الجمع؛ تبقى Kmax=1.5eV وVs=1.5V. زيادة الشدة عند 620nm لا تعوض نقص طاقة الفوتون. [2]
• تقصير λ إلى 248nm يعطي E=5eV وKmax=2.5eV وVs=2.5V. عند λ0=496nm يكون حد Kmax صفرًا؛ لا نفترض منه تيار جمع غير صفري. أرقام تعليمية مقربة، وليست قياسات مادة مسماة. [1]

المراجع

1. الانبعاث وجهد الإيقاف
2. الفوتون والشدة

طبيعة الضوء والفوتون

أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.