Perbezaan Antara Kesan Fotoelektrik dan Kesan Fotovolta

Kesan Fotoelektrik vs Kesan Fotovolta
 

Cara-cara di mana elektron dipancarkan dalam kesan fotoelektrik dan kesan fotovoltaik mewujudkan perbezaan di antara mereka. 'Foto' awalan dalam kedua-dua istilah ini menunjukkan bahawa kedua-dua proses ini berlaku kerana interaksi cahaya. Malah, mereka melibatkan pelepasan elektron dengan penyerapan tenaga dari cahaya. Walau bagaimanapun, mereka berbeza dalam definisi kerana langkah-langkah perkembangan berbeza dalam setiap kes. Perbezaan utama antara kedua-dua proses adalah bahawa dalam kesan fotoelektrik, elektron dipancarkan ke ruang sedangkan, dalam kesan fotovoltaik, elektron yang dipancarkan langsung memasuki bahan baru. Mari kita bahas secara terperinci di sini.

Apakah Kesan Photoelectric?

Ia adalah Albert Einstein yang mencadangkan idea ini pada tahun 1905 melalui data eksperimen. Beliau juga menjelaskan teorinya tentang sifat cahaya zarah dengan mengesahkan kewujudan duality gelombang-zarah untuk semua bentuk bahan dan radiasi. Dalam percubaannya dalam kesan fotoelektrik, dia menerangkan bahawa apabila cahaya dijauhkan pada logam untuk satu tempoh, elektron bebas dalam atom logam dapat menyerap tenaga dari cahaya dan keluar dari permukaan memancarkan dirinya ke angkasa. Agar ini berlaku, cahaya perlu membawa tahap tenaga yang lebih tinggi daripada nilai ambang tertentu. Nilai ambang ini juga dikenali sebagai 'fungsi kerja'daripada logam masing-masing. Dan ini adalah tenaga minimum yang diperlukan untuk mengeluarkan elektron dari cangkangnya. Tenaga tambahan yang disediakan akan ditukar kepada tenaga kinetik elektron yang membolehkannya bergerak bebas selepas dibebaskan. Walau bagaimanapun, jika tenaga yang bersamaan dengan fungsi kerja disediakan, elektron yang dipancarkan akan tetap berada di permukaan logam, tidak dapat bergerak kerana kekurangan tenaga kinetik.

Bagi cahaya untuk memindahkan tenaganya kepada elektron yang berasal dari bahan, ia dianggap bahawa tenaga cahaya sebenarnya tidak berterusan seperti gelombang, tetapi datang dalam paket tenaga diskret yang dikenali sebagai 'quanta.'Oleh itu, adalah mungkin bagi cahaya untuk memindahkan setiap tenaga quanta kepada elektron individu yang membuat mereka bergerak keluar dari shell mereka. Tambahan pula, apabila logam tetap sebagai katod dalam tiub vakum dengan anod yang menerima di seberang litar luaran, elektron yang dikeluarkan dari katod akan tertarik oleh anod, yang dikekalkan pada voltan positif dan , oleh itu, semasa sedang dihantar dalam vakum, melengkapkan litar. Ini adalah pangkalan penemuan Albert Einstein yang memenanginya Nobel Prize pada tahun 1921 untuk Fizik.

Apakah Kesan Photovoltaic??

Fenomena ini mula-mula diperhatikan oleh Fizik Perancis A. E. Becquerel pada tahun 1839 apabila dia cuba menghasilkan arus antara dua plat platinum dan emas, tenggelam dalam penyelesaian dan yang terdedah kepada cahaya. Apa yang berlaku di sini ialah, elektron-elektron di dalam kumpulan valensi logam menyerap tenaga dari cahaya dan melompat ke arah pengalir dan kemudian bergerak bebas. Ini elektron yang teruja kemudian dipercepatkan oleh potensi simpang terbina dalam (Galvani Potential) sehingga mereka dapat menyeberang secara langsung dari satu bahan ke yang lain sebaliknya menyeberang ruang vakum seperti dalam hal efek fotoelektrik, yang lebih sulit. Sel solar mengendalikan konsep ini.

Apakah perbezaan antara Kesan Fotoelektrik dan Kesan Fotovoltaik?

• Dalam kesan fotoelektrik, elektron dipancarkan ke dalam ruang vakum manakala, dalam kesan fotovoltaik, elektron terus memasuki bahan lain apabila pelepasan.

• Kesan fotovoltaik diperhatikan di antara dua logam yang bersamaan dengan satu sama lain dalam penyelesaian tetapi kesan fotoelektrik berlaku dalam tiub sinar katod dengan penyertaan katod dan anod yang disambungkan melalui litar luaran.

• Kesan kesan fotoelektrik lebih sukar jika dibandingkan dengan kesan fotovoltaik.

• Tenaga kinetik elektron yang dipancarkan memainkan peranan besar dalam arus yang dihasilkan oleh kesan fotoelektrik sedangkan ia tidak begitu penting dalam kes kesan fotovoltaik.

• Elektron yang dipancarkan melalui kesan fotovoltaik ditolak melalui potensi simpang berbanding dengan kesan fotoelektrik di mana tidak terdapat potensi simpang yang terlibat.

Imej Hormat:

1. Kesan fotoelektrik oleh Feitscherg (CC BY-SA 3.0)
2. Ilustrasi skematik kesan fotovoltaik oleh Ncouniot (CC BY-SA 3.0)