Effetto fotoelettrico: spiegazione

EFFETTO FOTOELETTRICO: SPIEGAZIONE

La duplice natura della radiazione elettromagnetica: l'effetto fotoelettrico. 
- L'IMPORTANZA STORICA DELL' EFFETTO FOTOELETTRICO
L’effetto fotoelettrico fu osservato, inconsapevolmente, da Hertz, il quale si rese conto che una lastra di zinco, caricata negativamente, si scarica nel momento in cui viene colpita da radiazioni ultraviolette.

Deve il suo nome all' italiano Righi, che scoprì che un lastra conduttrice si carica positivamente se colpita da radiazioni ultraviolette. Valse il Premio Nobel sia a Lenard (1905), perché lo studiò, che ad Einstein (1921), perché lo interpretò. Infine, aprì la discussione sull’esistenza o meno dei quanti di luce, introdotti per la prima volta da Plank, il quale li aveva utilizzati per spiegare il comportamento del corpo nero.

Effetto fotoelettrico: riassunto

EFFETTO FOTOELETTRICO: SPIEGAZIONE SEMPLICE

- INTERPRETAZIONE DELL' EFFETTO FOTOELETTRICO
In condizioni normali gli elettroni presenti all' interno di una lastra di metallo sono liberi di muoversi, ma impossibilitati ad uscirne: infatti, poiché ogni elettrone è circondato dagli ioni del reticolo, la risultante delle forze di attrazione su di esso è nulla. Ciò tuttavia non è valido per gli elettroni posti vicino alla superficie, i quali subiscono una forza positiva di attrazione dagli ioni che si trovano solo da una parte e gli impediscono perciò di uscire.

Per sottrarre un elettrone alla lastra di metallo è così sufficiente fornire allo stesso una certa quantità
di energia che riesca a vincere la forza di attrazione degli ioni del reticolo: il minimo lavoro che occorre compiere (dall' esterno) per poter estrarre l' elettrone viene chiamato lavoro di estrazione.

Nel momento in cui l' elettrone è all' interno del reticolo cristallino la sua energia totale, data dalla somma dell' energia potenziale e dell' energia cinetica, risulta negativa. Il minimo lavoro che deve essere compiuto è quello capace di rendere nulla l' energia cinetica, risultando così uguale e contrario al valore dell' energia totale dell' elettrone.

Esistono vari modi per fornire energia a un elettrone: tra questi vi è quello che consiste nell'illuminare il metallo con luce visibile o ultravioletta, a seconda del metallo considerato. Si realizza così l' effetto fotoelettrico, che consiste nel fornire energia, attraverso la luce, agli elettroni vicino alla superficie, ai quali viene impressa una determinata velocità che li allontana dall’oggetto illuminato.

Effetto fotoelettrico: esperimento

EFFETTO FOTOELETTRICO FISICA SPIEGAZIONE

- GLI ESPERIMENTI DI LENARD E LA VERIFICA DI EINSTEIN
Quattro anni dopo la scoperta dell’elettrone, avvenuta nel 1895 ad opera di Thomson, il fisico tedesco Philip Lenard ipotizzò che le particelle emesse dai metalli colpiti dalla luce sono proprio gli elettroni. Quando iniziò ad eseguire esperimenti su questo fenomeno, scoprì che le condizioni di emissione degli elettroni da parte dei metalli variano da metallo a metallo. La sorpresa maggiore consistette nel fatto che l’intensità luminosa può aumentare senza, però, produrre aumento nell’energia con cui gli elettroni sono emessi. Ciò che aumenta, invece, è il numero di elettroni estratti.