فوتوالکتریک

مینیون‌ها شخصیت جالب کارتون (من شرور) هستند که اگر در کارتون دقت کرده باشید قابلیت روشن شدن را دارند. اگر ما هر یک از مینیون‌ها را در اندازه فوتون در نظر بگیریم این مینیون‌ها هم دارای جرم و انرژی لازمبرای روشن شدن را دارند یا به صورت علمی مانند بسته‌های کوانتا هستند. بهتر است از این پس به این موجودات فوتونیون بگوییم.

[caption id="attachment_647" align="aligncenter" width="300"] مینیون‌ها و اثر فوتوالکتریک[/caption]

اکثریت با این اثر آشنا هستند و می‌دانند که انیشتین بر سر این موضوع جایزه نوبل را از آن خود کرد ولی تقلبی در کار انیشتین صورت نگرفته زیرا او هرگز این کارتون را ندیده بود. نظریه پلانک در ارتباط با بسته‌های انرژی تابشی، تا اندازه‌ای مبهم بود و فقط به عنوان مبنایی برای توزیع آماری انرژی میان طول‌موج‌های مختلف در طیف الکترومغناطیس به کار می‌رفت. پنج سال بعد از پلانک، آلبرت انیشتین توانست این مفهوم را به صورت مشخص‌تری بیان کند. انیشتین مفهوم کوانتومی نور را برای توجیه اثر فوتوالکتریک به کار برد. بر این اساس، فوتون‌ها که دارای انرژی معینی هستند بعد از برخورد با الکترون‌های اتم، انرژی خود را به آن‌ها دادهو خود از بین می‌روند. این امر می‌تواند به عنوان یک مسئله برخورد میان دو ذره با استفاده از نظریه برخورد توضیح داده شود. اگر یک صفحه فلزی را تحت تابش فیزیک امواج پرانرژی قرار دهیم، پرتو کاتدی و یا الکترون‌های شتابدار از صفحه فلزی منتشر می‌شودو همچنین اگر بین دو صفحه فلزی اختلاف پتانسیل بسیار زیادی ایجاد کنیم، الکترون‌های لایه ظرفیت اتم‌های فلز، انرژی دریافت می‌کنند و در نتیجه سطح فلز را ترک می‌کنند و به سمت آند پیش می‌روند. در این عمل چون هم نور و الکتریسیته دخالت دارند به این پدیده، اثر فوتوالکتریک می‌گویند. در واقع تمام مواد (جامد،مایع و گاز) می‌توانند در شرایط خاصی تحت تاثیر اثر فوتوالکتریک، پرتو کاتدی از خود گسیل کنند. گاهی به پرتو کاتدی، فوتوالکترون نیز می‌گویند. به طور خلاصه می‌توان گفت که اگر نوری از امواج الکترومغناطیس بر سطح فلزات بتابد از جسم مقداری الکترون خارج خواهد شد که مقدار الکترون به شدت نور تابیده شده و انرژی الکترون‌ها به طول موج بستگی دارد و اگر انرژی فوتون‌ از حد آستانه پایین‌تر بیاید دیگر الکترونی بیرون نخواهد رفت. بررسی این مسئله با فیزیک کلاسیک غیرممکن است و به کمترین فرکانسی که اثر فوتوالکتریک روی می‌دهد را فرکانس قطع می‌گویند.