Perbezaan antara kesan fotoelektrik dan kesan fotovoltaik
Kesan fotoelektrik vs kesan fotovoltaik
Cara di mana elektron dipancarkan dalam kesan fotoelektrik dan kesan fotovoltaik membuat perbezaan di antara mereka. Foto awalan 'dalam kedua -dua istilah ini menunjukkan bahawa kedua -dua proses ini berlaku kerana interaksi cahaya. Malah, mereka melibatkan pelepasan elektron dengan penyerapan tenaga dari cahaya. Walau bagaimanapun, mereka berbeza dalam definisi kerana langkah -langkah perkembangan adalah berbeza dalam setiap kes. Perbezaan utama antara kedua -dua proses adalah bahawa dalam kesan fotoelektrik, elektron dipancarkan ke ruang sedangkan, dalam kesan fotovoltaik, elektron yang dipancarkan secara langsung memasuki bahan baru. Mari kita bincangkan secara terperinci di sini.
Apakah kesan fotoelektrik?
Ia adalah Albert Einstein yang mencadangkan idea ini pada tahun 1905 melalui data eksperimen. Dia juga menjelaskan teorinya mengenai sifat zarah cahaya dengan mengesahkan kewujudan dualitas gelombang-zarah untuk semua bentuk bahan dan radiasi. Dalam eksperimennya dalam kesan fotoelektrik, dia menjelaskan bahawa apabila cahaya dijauhi logam untuk tempoh, elektron bebas dalam atom logam dapat menyerap tenaga dari cahaya dan keluar dari permukaan yang memancarkan dirinya ke angkasa. Agar ini berlaku, cahaya harus membawa tahap tenaga yang lebih tinggi daripada nilai ambang tertentu. Nilai ambang ini juga dipanggil 'fungsi kerja'logam masing -masing. Dan ini adalah tenaga minimum yang diperlukan untuk mengeluarkan elektron dari cangkangnya. Tenaga tambahan yang disediakan akan ditukar menjadi tenaga kinetik elektron yang membolehkannya bergerak dengan bebas setelah dibebaskan. Walau bagaimanapun, jika hanya tenaga yang sama dengan fungsi kerja disediakan, elektron yang dipancarkan akan kekal di permukaan logam, tidak dapat bergerak kerana kekurangan tenaga kinetik.
Untuk cahaya untuk memindahkan tenaga kepada elektron yang berasal dari material, ia dianggap bahawa tenaga cahaya, sebenarnya, tidak berterusan seperti gelombang, tetapi datang dalam paket tenaga diskret yang dikenali sebagai 'Quanta.'Oleh itu, adalah mungkin bagi cahaya untuk memindahkan setiap quanta tenaga kepada elektron individu yang membuat mereka mendorong keluar dari cangkang mereka. Tambahan pula, apabila logam ditetapkan sebagai katod dalam tiub vakum dengan anod penerima di seberang dengan litar luaran, elektron yang dikeluarkan dari katod akan tertarik dengan anod, yang dikekalkan pada voltan positif dan Oleh itu, arus sedang dihantar dalam vakum, melengkapkan litar. Ini adalah pangkalan penemuan Albert Einstein yang memenanginya Hadiah Nobel pada tahun 1921 untuk Fizik.
Apakah kesan fotovoltaik?
Fenomena ini mula -mula diperhatikan oleh ahli fizik Perancis A. E. Becquerel pada tahun 1839 ketika dia cuba menghasilkan arus antara dua plat platinum dan emas, direndam dalam larutan dan yang terdedah kepada cahaya. Apa yang berlaku di sini ialah, elektron dalam jalur valensi logam menyerap tenaga dari cahaya dan apabila pengujaan melompat ke jalur konduksi dan dengan itu menjadi bebas untuk bergerak. Elektron yang teruja ini kemudian dipercepatkan oleh potensi persimpangan terbina dalam (potensi Galvani) supaya mereka dapat menyeberang secara langsung dari satu bahan ke yang lain berbanding dengan menyeberangi ruang vakum seperti dalam hal kesan fotoelektrik, yang lebih sukar. Sel solar beroperasi pada konsep ini.
Apakah perbezaan antara kesan fotoelektrik dan kesan fotovoltaik?
• Dalam kesan fotoelektrik, elektron dipancarkan ke dalam ruang vakum sedangkan, dalam kesan fotovoltaik, elektron terus memasuki bahan lain apabila pelepasan.
• Kesan fotovoltaik diperhatikan di antara dua logam yang bersempena antara satu sama lain dalam larutan tetapi kesan fotoelektrik berlaku dalam tiub sinar katod dengan penyertaan katod dan anod yang disambungkan melalui litar luaran.
• Kejadian kesan fotoelektrik lebih sukar apabila dibandingkan dengan kesan fotovoltaik.
• Tenaga kinetik elektron yang dipancarkan memainkan peranan besar dalam arus yang dihasilkan oleh kesan fotoelektrik sedangkan tidak begitu penting dalam hal kesan fotovoltaik.
• Elektron yang dipancarkan melalui kesan fotovoltaik ditolak melalui potensi persimpangan berbanding dengan kesan fotoelektrik di mana tidak ada potensi persimpangan yang terlibat.
Gambar ihsan:
- Kesan Photoelectric oleh FeitsCherg (CC BY-SA 3.0)
- Ilustrasi skematik kesan fotovoltaik oleh Ncouniot (CC BY-SA 3.0)
