Il existe une fréquence du rayonnement minimum, caractéristique du métal choisi, permettant l'extraction des électrons. Cette fréquence est appelée fréquence seuil. L'énergie apportée par le rayonnement incident permet l'extraction d'électrons et leur fournit également une certaine énergie cinétique.
fréquence seuil ns = Ws/h avecWS = 3,3 eV =3,3*1,6 10-19 J=5,28 10-19 J et h = 6,6 10-34 Js. ns =5,28 10-19 /6,6 10-34 =8 1014 Hz. longueur d'onde seuil dans le vide ls =c/ ns = 3 108 / 8 10-14=3,75 10-7 m = 375 nm. énergie des photons de longueur d'onde l= 0,25 µm = 2,5 10-7 m.
longueur d'onde de seuil (fréquence supérieure à la fréquence de seuil), il y a des électrons éjectés de la structure même si l'intensité lumineuse est très faible. Même à faible intensité, une lumière à longueur d'onde inférieur à la longueur d'onde de seuil permet d'éjecter des électrons.
potentiel d'arrêt, c'est-à-dire la valeur du potentiel de l'anode nécessaire pour arrêter ces photoélectrons, et donc annuler le courant I dans le circuit.
Pour mesurer l'énergie cinétique des électrons qui quittent la plaque, on applique une diffé- rence de potentiel ôV = Ve - V p < 0 pour ralentir les électrons. Lorsque ôVatteint une valeur -Varrêt le courant dans le circuit devient nul. Cette valeur est appelée le potentiel d'arrêt.
Physique : l'effet photoélectrique, de Hertz à Einstein
Ce phénomène a été expliqué pour la première fois par le physicien allemand Heinrich Rudolf Hertz, en 1887. Toutefois, la physique classique, qui considère la lumière comme une onde, ne permet pas de rendre correctement compte de l'effet photoélectrique.
L'effet photoélectrique peut s'expliquer dans le cadre d'une théorie semi-classique où le champ électromagnétique n'est pas quantifié.
Tu verras que tu trouves une énergie un peu plus petite que celle qu'on obtient en transformant lambda = 4.46 nm en énergie, en appliquant E = h·c/lambda. La différence de ces deux énergies est l'énergie cinétique de l'électron. donc 1/2 mv2. Tu en tires v.
On rappelle la relation de Planck-Einstein (ou simplement relation de Planck) entre l'énergie E (en J) transportée par un photon et sa fréquence v (en Hz) : E = h \times \nu.
L'effet photo électrique:
Hertz s'aperçut que lorsqu'une plaque de zinc chargé auparavant électriquement négativement était frappé par un rayonnement UV produit pas un arc électrique, une décharge se produisait à l'intérieur d'un électroscope relié à la plaque de zinc.
Exprimée en Hertz (Hz), la fréquence correspond au nombre d'oscillations d'un phénomène périodique par unité de temps. Il s'agit généralement d'une fréquence temporelle f, reliée à la période T (exprimée en s) du phénomène observé par la formule suivante : f = 1/T.
La fréquence d'une onde correspond au nombre de cycles que l'onde effectue en une seconde. Elle est symbolisée par la lettre f ou encore par la lettre grecque ν (nu). La fréquence (ν ou f) est évaluée différemment selon que l'onde soit transversale ou longitudinale.
La longueur d'onde et la fréquence sont donc inversement proportionnelles, c'est-à-dire que plus la longueur d'onde est petite, plus la fréquence est élevée, et plus la longueur d'onde est grande, plus la fréquence est basse.
Elle se note à l'aide de la lettre grecque lambda : λ. Elle représente la périodicité spatiale des oscillations, c'est-à-dire la distance entre deux maximas de l'oscillation, par exemple. La longueur d'onde est aussi la distance parcourue par l'onde pendant une période d'oscillation.
On considère qu'un faisceau de lumière incidente est constitué d'un flux de photons dont l'énergie est déterminée par la fréquence de cette lumière. Quand un photon heurte la surface du métal, l'énergie du photon est absorbée par un électron se trouvant dans le métal.
En théorie quantique des champs, le photon est la particule médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées électriquement interagissent, cette interaction se traduit d'un point de vue quantique comme un échange de photons.
La fréquence, notée f, d'un phénomène périodique est le nombre de fois qu'il se reproduit identique à lui- même en une seconde. C'est donc le nombre de périodes en une seconde. On utilise un multimètre en mode fréquencemètre afin de mesurer la fréquence d'une tension alternative.
La fréquence est le nombre de périodes par unité de temps ce qui correspond à l'inverse de la période : f=1/T ou f est la fréquence en Hertz (Hz ou s-1) et T la période en seconde (s).
L'énergie lumineuse est l'énergie générée et transportée par les ondes lumineuses. Tout comme l'énergie infrarouge, l'énergie solaire fait partie des énergies dites « rayonnantes ». L'énergie lumineuse émise par les rayonnements solaires peut être recueillie de différentes manières pour être transformée en électricité.
Pour pouvoir arracher un électron d'un atome de sodium, un autre électron incident doit être accéléré à travers une différence de potentiel électrique de 5,14 V et alors une différence d'énergie potentielle électrostatique de 5,14 eV.
La longueur d'onde de matière associée à cet électron vaut λ=2,43×10−8 m. La longueur d'onde de matière associée à cet électron vaut \lambda = 4{,}12 \times10^{7} m. La longueur d'onde de matière associée à cet électron vaut \lambda = 1{,}61 \times10^{-8} m.
Réponse. L'absorption d'un photon par une molécule a lieu si ce dernier possède une énergie qui correspond à l'écart entre deux niveaux d'énergie de la molécule. On dit que le processus d'absorption provoque l'excitation de la molécule : elle va se mettre à tourner plus vite et à vibrer à plus haute fréquence.
Dans l'effet photoélectrique, l'énergie du photon sert à extraire l'électron du solide (le plus souvent un métal). Une énergie de quelques eV suffît au photon. Dans l'effet Compton toute ou une partie de l'énergie du photon est communiquée à l'électron. En général l'énergie du photon est grande : rayons X ou gamma.
E = h ν = h c/λ
D'où la correspondance 1 eV = 1,6 10-19 Coulomb * 1 Volt = 1,6 10-19 J.