تُعرف القدرة على إطلاق إلكترونات المعدن باستخدام شعاع ضوئي مناسب بالظاهرة الانبعاث، والذي يحدث بسبب عدد من أنواع الطاقة، بما في ذلك شعاع الضوء. معظم النظريات في العلوم المختلفة كانت مبنية على نظريات قديمة فسرها العلماء من وجهة نظرهم الشخصية وحسب الأجهزة المتوفرة ومن ضمنها نظرية الانبعاث. وعلاقة الشعاع الضوئي بانبعاث الإلكترونات. وقد خضعت هذه النظرية للعديد من التجارب حتى اتضحت للعلماء واستطاعوا تفسيرها وتقديمها لنا، وفي مقالنا اليوم يتم التعبير عنها موقع مرجعي سنجيب على هذا السؤال ونتعرف أكثر على مفهوم انبعاث الإلكترون.
انبعاث الإلكترونات
ومن المعروف في الفيزياء أن كل سطح معدني يحتوي على إلكترونات حرة غير مرتبطة بأي نواة. والسبب في ذلك هو أن المعادن متعادلة ولا يتحرر الإلكترون، فإذا هرب الإلكترون من السطح يكتسب السطح شحنة موجبة، وهذا بدوره يجذب الإلكترون إلى السطح ويمنعه من الهروب. ونتيجة لذلك، يتم تشكيل حاجز بالقرب من السطح، ما يسمى بالحاجز السطحي. ولذلك سنجد أن الإلكترونات الحرة تظل حرة ولكن في المعدن فقط، ولكي تتم عملية إزالتها من سطح المعدن نحتاج إلى بعض القوة أو الجهد الكهربائي للتغلب على هذا الحاجز السطحي.(1)
أنظر أيضا: قانون يوضح مدى انخفاض شدة الضوء عند مروره عبر مرشح استقطاب ثانٍ
تُعرف القدرة على إطلاق إلكترونات المعدن باستخدام شعاع ضوئي مناسب بالظاهرة
يتكون الضوء من حزم طاقة تسمى الفوتونات. الفوتون هو جسيم من الإشعاع الكهرومغناطيسي ليس له كتلة ويحمل كمية من الطاقة. يتم قياس طاقة الفوتونات الضوئية من قبل الكثيرين وفق المعادلة E = hv لسنوات عديدة، كان يتم وصف الضوء فقط باستخدام المفاهيم الموجية، لكنهم اكتشفوا أن ازدواجية الضوء بين موجة وجسيم هي فكرة يصعب قبولها، ولكن بعد ذلك قام أينشتاين بشرح التجربة الرئيسية باستخدام طبيعة جزيئات الضوء، فاكتشف أنه عندما يسلط الضوء على سطح معدني، فإنه يتسبب في طرد الإلكترونات من هذا المعدن، وهذا ما يسمى التأثير الكهروضوئي. وبالعودة إلى السؤال المطروح، فإن الظاهرة التي لها القدرة على إطلاق إلكترونات من المعدن بواسطة شعاع ضوئي مناسب تعرف باسم:(1)
- الظاهرة الكهروضوئية
أنظر أيضا: ينتشر الضوء الطبيعي والاصطناعي على شكل أشعة حادة
أنواع انبعاث الإلكترون
ولكي يتحرر الإلكترون من الحاجز السطحي، يجب أن يكتسب طاقة مساوية لدالة الشغل للتغلب على جهد الجهد ويكون حرا في مغادرة سطح المعدن. تسمى هذه العملية بانبعاث الإلكترون ولها ثلاثة أنواع:(1)
- الانبعاثات الحرارية: ويحدث هذا عندما تكون الطاقة المسؤولة عن الانبعاث على شكل طاقة حرارية.
- الانبعاث الميداني: يمتلك المجال الكهربائي طاقة كهربائية محتملة مرتبطة به، ولذلك يحدث انبعاث المجال عندما تكون الطاقة المسؤولة عنه على شكل طاقة كهربائية.
- الانبعاث الكهروضوئي: ويحدث هذا الانبعاث عندما تكون الطاقة المسؤولة عن الانبعاث على شكل ضوء.
وبهذا نصل إلى نهاية مقالتنا بعنوان تُعرف القدرة على إطلاق إلكترونات المعدن باستخدام شعاع ضوئي مناسب بالظاهرة ونتيجة لذلك، أجبنا على هذا السؤال وتعرفنا أكثر على مفهوم إطلاق الإلكترون وأنواع الانبعاث في الإلكترونات.
