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Effetto fotoelettrico

Durante i primi anni del novecento, Einstein prende in esame il seguente esperimento:
presa in considerazione una lamina bimetallica, le si invia una radiazione elettromagnetica. Egli fa tre osservazioni:
1. Se la frequenza F dell’onda elettromagnetica è ≥ di un certo valore f0 detta frequenza di soglia, che varia da materiale a materiale, vengono emessi elettroni;
2. Se aumenta l’intensità del fascio (energia), aumenta il numero di elettroni emessi;
3. Se aumenta la frequenza aumenta anche l’energia cinetica degli elettroni espulsi.

Einstein deduce che l’onda elettromagnetica sia formata da pacchetti di energia, i quanti, che egli definisce fotoni. Ogni fotone ha un’energia uguale a H*F. Se il prodotto tra H e F (quanto) è ≥ al lavoro di estrazione tipico di ogni metallo, allora viene espulso un elettrone da ogni fotone. Per espellere un elettrone da un metallo è necessario usufruire di un certo quantitativo di energia proveniente dall’esterno. Aumentare l’intensità del fascio equivale ad aumentare il numero di fotoni, dunque aumenta il numero di elettroni espulsi. Aumentando la frequenza, invece, la frequenza del fotone sarà uguale al lavoro di estrazione l0 + l’energia cinetica dell’elettrone.

Tramite questo ragionamento, Einstein introduce il concetto di particella corpuscolare, cioè una particella formata da diversi pacchetti di energia. Questa teoria trova diverse applicazioni, come ad esempio la cellula fotoelettrica nei cancelli automatici.

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