9 ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก

9  ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก(Photoelectric  effect)

                          เมื่อเราทดลองฉายแสงตกกระทบที่แผ่นโลหะ  C  ซึ่งเป็นแคโทด  และมีแผ่นโลหะ  A  เป็นแอโนดในหลอดสุญญากาศ  จะทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกมาจากแผ่นโลหะ  C  ได้เรียกว่าปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก

                          เพื่อศึกษาปริมาณอิเล็กตรอนและพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนที่หลุดจากผิวโลหะ  C  โดยใช้วงจรไฟฟ้าไมธครแอมมิเตอร์  และความต่างศักย์หยุดยั้ง ( V_s )  ดังรูป

รูปแสดงการวัดจำนวนโฟโตอิเล็กตรอน

รูปแสดงการวัดพลังงานจลน์ของโฟโตอิเล็กตรอน

                ผลศึกษาปรากฎการณ์โฟโตอิเล็กทริก  สรุปได้ดังนี้

                1.  โฟโตอิเล็กตรอนจะเกิดขึ้น  เมื่อแสงที่ตกกระทบโลหะมีความถี่ไม่น้อยกว่าค่าความถี่คงตัวค่าหนึ่งเรียกว่า  ค่าความถี่ขีดเริ่ม ( f₀ ) 

                2.   จำนวนโฟโตอิเล็กตรอนจะเพิ่มขึ้น  เมื่อแสงที่ใช้มีความเข้มแสงมากขึ้น

               3.   พลังงานจลน์สูงสุด E_k ( max )  ของอิเล็กตรอนไม่ขึ้นกับความเข้มแสง  แต่ขึ้นกับค่าความถี่แสง

                แสงมีสมบัติเป็นก้อนพลังงาน ( photon )  เมื่อกระทบกับผิวโลหะจะถ่ายโอนพลังงานให้กับอิเล็กตรอนของโลหะทั้งหมด  hf  พลังงานส่วนหนึ่ง ( hf0 )  ทำให้อิเล็กตรอนหลุดจากผิวโลหะได้  ซึ่งเท่ากับพลังงานยึดเหนี่ยวอิเล็กตรอนของโลหะ  เรียกว่า ( work  function ) ใช้สัญลักษณ์  ( W )  และพลังงานที่เหลือเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนซึ่งเท่ากับพลังงานที่ใช้หยุดยั้งอิเล็กตรอนนั้น ( eV_s ) 

                                                                Ek_max =   eV_S   =  hf -  W 

                                                 eV_S   =    hf -  hf₀

                                                                    V_S   =   f  -  f₀