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Emissione fotoelettronica

Un altro sistema energetico che conferisce agli elettroni liberi di un metallo l’energia sufficiente a superare la barriera di potenziale superficiale, è quello di far cadere una radiazione elettromagnetica (radiazioni luminose e radiazioni ultraviolette) su alcuni metalli.
Infatti le radiazioni sono da considerarsi un’emissione di granuli, detti fotoni, contenenti una quantità di energia proporzionale, si badi bene, alla frequenza e non all’intensità della radiazione. L’intensità della radiazione è determinata dal numero dei fotoni.
Gli elettroni vaganti del metallo, colpiti dai fotoni, ricevono un’energia sufficiente per essere emessi, purché l’energia contenuta nei fotoni sia uguale o superi quella necessaria all’estrazione e cioè quella che l’elettrone perde nel passare attraverso la barriera di potenziale del metallo.

Essendo l’energia di estrazione proporzionale al potenziale di estrazione del metallo e l’energia del fotone proporzionale alla frequenza della radiazione agente, si deduce che più basso è il potenziale di estrazione e minore può essere la frequenza dell’onda radiante. La minima frequenza o frequenza limite per la quale si ha l’emissione fotoelettronica prende il nome di soglia fotoelettrica o di frequenza.
In pratica per l’emissione fotoelettronica si usano i metalli alcalini (potassio, rubidio, cesio, ecc.), in quanto per il loro basso potenziale di estrazione, può essere usata come radiazione la luce visibile, più facile da ottenere che non le altre radiazioni.
Se in un’ampolla a vuoto spinto si fa cadere sul catodo, costituito da una sostanza sensibile alle radiazioni, un fascio luminoso si ha un’emissione di elettroni, detta emissione fotoelettronica. Applicando all’anodo il polo positivo di un generatore e al catodo il polo negativo, si ottiene una corrente elettronica diretta dal catodo all’anodo.
Tale dispositivo è chiamato comunemente cellula fotoelettrica. Anche in questo caso si ha il fenomeno della carica spaziale negativa, che limita il valore della corrente, e l’unidirezionalità della conduzione.

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