Fotoelektrisk effekt

Kære brevkasse

I visse gymnasielærebøger omtales den fotoelektriske effekt i forbindelse med en (fx) zink-plade, der inden forsøget er negativt opladet; mens andre lærebøger ikke nævner noget om, at pladen skal være tilført ekstra elektroner, inden man starter "foton-beskydningen".

Giver det en forskel i det målte løsrivelsesarbejde?

Vh

RC


Kære RC

Det er ikke afgørende for den fotoelektriske effekt, om metalpladen man benytter er ladet eller ej. Men det er helt naturligt at undre sig over, om ikke løsrivelsesarbejdet afhænger af, om der er ladning eller ej til stede.

Det vigtige at huske på er, at de elektroner man faktisk kan rive løs ved beskydning af metallet med en passende lyskilde (med rette fotonbølgelængde) kommer fra området lige omkring overfladen, da elektroner længere inde ikke kan slippe ud uden at støde ind i andre atomer/elektroner og blive banket tilbage på plads, om man så må sige. Samtidigt er det således at når man oplader et metal, så vil den ekstra ladning altid blive skubbet ud til overfladen, idet det totale elektrostatiske felt altid er nul inde i metaller. (Det sidste sørger elektronerne inde i metallet for ved at bevæge sig rundt således, at de præcis ophæver effekten af overfladens ekstra ladning indvendigt i metallet (det følger af de fundamentale ligninger for elektrodynamik, de såkaldte Maxwell ligninger)).

Løsrivelsesarbejdet vil derfor afhænge af alle de betingelser omkring overfladen, som vi kunne finde på at ændre. Således både om der er ladninger tilstede og om der for eksempel sidder urenheder på overfladen (hvilket typisk er tilfældet).

Jeg gætter på, at grunden til at nogle bøger nævner muligheden for at oplade metallet og at andre ikke gør, er at dette er en god måde at lave forsøg med den fotoelektriske effekt. Vil man vide mere om dette, kan man søge på det såkaldte 'Gold-leaf electroscope', som blandt andet er beskrevet på den engelske version af Wikipedias side om 'Photoelectric effect', der er en fyldig ressource som både indeholder historisk baggrund, teoretisk gennemgang og eksempler på anvendelser.

Venlig hilsen Nikolaj Zinner
Adjunkt
Institut for fysik og Astronomi, Aarhus Universitet