Kesan Fotoelektrik lwn Kesan Fotovoltaik
Cara di mana elektron dipancarkan dalam kesan fotoelektrik dan kesan fotovoltan mencipta perbezaan di antara mereka. Awalan 'foto' dalam dua istilah ini menunjukkan bahawa kedua-dua proses ini berlaku disebabkan oleh interaksi cahaya. Malah, ia melibatkan pelepasan elektron melalui penyerapan tenaga daripada cahaya. Walau bagaimanapun, mereka berbeza dalam definisi kerana langkah-langkah kemajuan adalah berbeza dalam setiap kes. Perbezaan utama antara kedua-dua proses ialah dalam kesan fotoelektrik, elektron dipancarkan ke angkasa manakala, dalam kesan fotovoltaik, elektron yang dipancarkan terus memasuki bahan baru. Mari kita bincangkan secara terperinci di sini.
Apakah Kesan Fotoelektrik?
Albert Einsteinlah yang mencadangkan idea ini pada tahun 1905 melalui data percubaan. Beliau juga menjelaskan teorinya tentang sifat zarah cahaya dengan mengesahkan kewujudan dualiti zarah gelombang untuk semua bentuk jirim dan sinaran. Dalam eksperimennya dalam kesan fotoelektrik, beliau menerangkan bahawa apabila cahaya dijauhi pada logam untuk satu tempoh, elektron bebas dalam atom logam boleh menyerap tenaga daripada cahaya dan keluar dari permukaan memancarkan dirinya ke angkasa. Untuk ini berlaku, cahaya perlu membawa tahap tenaga yang lebih tinggi daripada nilai ambang tertentu. Nilai ambang ini juga dipanggil 'fungsi kerja' logam masing-masing. Dan ini adalah tenaga minimum yang diperlukan untuk mengeluarkan elektron dari cangkangnya. Tenaga tambahan yang disediakan akan ditukarkan kepada tenaga kinetik elektron membolehkan ia bergerak bebas selepas dibebaskan. Walau bagaimanapun, jika hanya tenaga yang sama dengan fungsi kerja disediakan, elektron yang dipancarkan akan kekal di permukaan logam, tidak dapat bergerak kerana kekurangan tenaga kinetik.
Untuk cahaya memindahkan tenaganya kepada elektron yang berasal dari bahan, adalah dianggap bahawa tenaga cahaya, sebenarnya, tidak berterusan seperti gelombang, tetapi datang dalam paket tenaga diskret yang dikenali sebagai 'quanta.' Oleh itu, adalah mungkin untuk cahaya untuk memindahkan setiap quanta tenaga kepada elektron individu membuatkannya terdorong keluar dari cangkangnya. Tambahan pula, apabila logam ditetapkan sebagai katod dalam tiub vakum dengan anod penerima pada sisi bertentangan dengan litar luar, elektron yang dikeluarkan daripada katod akan tertarik oleh anod, yang dikekalkan pada voltan positif dan, oleh itu, arus sedang dihantar dalam vakum, melengkapkan litar. Ini adalah asas penemuan Albert Einstein yang memenangi Hadiah Nobel pada tahun 1921 untuk Fizik.
Apakah itu Kesan Fotovoltaik?
Fenomena ini pertama kali diperhatikan oleh Ahli Fizik Perancis A. E. Becquerel pada tahun 1839 apabila dia cuba menghasilkan arus antara dua plat platinum dan emas, direndam dalam larutan dan yang terdedah kepada cahaya. Apa yang berlaku di sini ialah, elektron dalam jalur valens logam menyerap tenaga daripada cahaya dan apabila pengujaan melompat ke jalur pengaliran dan dengan itu menjadi bebas untuk bergerak. Elektron teruja ini kemudiannya dipercepatkan oleh potensi simpang terbina dalam (Potensi Galvani) supaya ia boleh terus menyeberang dari satu bahan ke bahan yang lain berbeza dengan melintasi ruang vakum seperti dalam kes kesan fotoelektrik, yang lebih sukar. Sel suria beroperasi pada konsep ini.
Apakah perbezaan antara Kesan Fotoelektrik dan Kesan Fotovoltaik?
• Dalam kesan fotoelektrik, elektron dipancarkan ke dalam ruang vakum manakala, dalam kesan fotovoltan, elektron terus memasuki bahan lain apabila dipancarkan.
• Kesan fotovoltan diperhatikan di antara dua logam yang berganding antara satu sama lain dalam larutan tetapi kesan fotoelektrik berlaku dalam tiub sinar katod dengan penyertaan katod dan anod yang disambungkan melalui litar luaran.
• Kejadian kesan fotoelektrik adalah lebih sukar jika dibandingkan dengan kesan fotovoltan.
• Tenaga kinetik elektron yang dipancarkan memainkan peranan besar dalam arus yang dihasilkan oleh kesan fotoelektrik sedangkan ia tidak begitu penting dalam kes kesan fotovoltan.
• Elektron yang dipancarkan melalui kesan fotovoltan ditolak melalui potensi simpang berbeza dengan kesan fotoelektrik di mana tiada potensi simpang terlibat.
