чим відрізняється внутрішній фотоелектричний ефект від зовнішнього
фотоелектричний ефект – це явище, що відіграє важливу роль у фізиці та електроніці. щоб краще зрозуміти цей феномен, варто розглянути його два основні види: внутрішній та зовнішній фотоелектричний ефект. в цій статті ми детальніше розглянемо, чим вони відрізняються та як впливають на практичне застосування.
внутрішній фотоелектричний ефект
внутрішній фотоелектричний ефект відбувається у напівпровідниках або ізолюючих матеріалах. коли фотони світла падають на поверхню матеріалу, вони здатні відірвати електрони від атомів і створюють ладунки, так звані електрон-дирок пари. ці пари можуть рухатися через матеріал та брати участь у різних процесах.
зародження електрон-дирок пар
при попаданні фотона у внутрішню частину напівпровідника або ізолятора, він взаємодіє з атомами. якщо фотон має достатню енергію, він може відірвати електрони від атомів, створюючи електрон-дирок пари. ці пари скорочено існують тривало, перш ніж зіткнутися з іншими зарядженими частинками або рекомбінуватися.
рух пари у напівпровіднику
електрони та дирки, що утворилися внаслідок фотоелектричного ефекту, можуть рухатися у напрямку електричного поля, якщо таке присутнє. цей рух може бути використаний для створення струму або передачі сигналу у пристроях, які використовуються у сучасній електроніці.
зовнішній фотоелектричний ефект
зовнішній фотоелектричний ефект відбувається на поверхні металів. фотони світла можуть відірвати електрони від атомів металу, що призводить до виникнення струму. основна відмінність цього ефекту від внутрішнього полягає у механізмі виникнення та характеристиках отриманого струму.
виникнення струму
в зовнішньому фотоелектричному ефекті, коли фотон падає на поверхню металу, він взаємодіє з електронами в зовнішньому шарі атомів. якщо фотон має достатню енергію, він може відірвати електрони від атомів металу та створити струм дрейфу. зовнішній фотоелектричний ефект відіграє важливу роль у фотоелектричних приладах, таких як фотоелементи та сонячні батареї.
характеристики струму
струм, що виникає при зовнішньому фотоелектричному ефекті, залежить від інтенсивності світла, а не від частоти. також, зовнішній фотоелектричний ефект не має порогової частоти, як у випадку внутрішнього ефекту. це означає, що навіть при низькій енергії фотонів, струм може виникнути, якщо їх достатньо багато.
застосування фотоелектричного ефекту
як внутрішній, так і зовнішній фотоелектричний ефекти мають широке застосування в різних галузях. внутрішній фотоелектричний ефект використовується у напівпровідникових пристроях, таких як фотодіоди та фототранзистори, для реєстрації світла та створення електричного сигналу.
зовнішній фотоелектричний ефект, пов’язаний зі свойствами металів, знаходить своє застосування у фотографії, виробництві сонячних батарей, фотоелементів та інших пристроїв, де необхідно перетворити світло в електричний сигнал або енергію.
висновок
фотоелектричний ефект – це важливе явище, яке має два основні види: внутрішній та зовнішній. внутрішній ефект відбувається у напівпровідниках та ізоляторах, створюючи електрон-дирок пари, які можуть рухатися та брати участь у різних процесах. зовнішній фотоелектричний ефект спостерігається на поверхні металів і призводить до виникнення струму дрейфу.
5 часто задаваних запитань по темі:
- які матеріали можуть демонструвати внутрішній фотоелектричний ефект?
- які пристрої використовують зовнішній фотоелектричний ефект?
- як виникає рух електрон-дирок пар у напівпровіднику?
- як виникає струм у зовнішньому фотоелектричному ефекті?
- які фактори впливають на інтенсивність зовнішнього фотоелектричного ефекту?