실리콘 태��전��

Plank, 왿� Einstein의 광전효과
-광전효과: 전자는 금속 내에서 원자핵의 (+)전하왿� 전기력에 의해 속박되어 있다. 여기에 빛을 쬐면 빛이 가진 이중성, 즉 파동성과 입자성 중 입자 성질에 의해 빛의 알갱이 광자가 전자왿� 충돌하게 된다. 이후 전자는 광자가 가진 에너지를 갖게 된다. 이때 에너지가 일함수(w)라고 하는 속박에너지 이상이 되면 전자는 금속 밖으로 튀어나가게 된다. 금속 밖으로 나간 전자가 가진 에너지는 광자가 가진 에너지에 일함수를 뺀 값이 된다.

½mv²=hv-w

여기서 hν는 광자의 에너지로 h는 플랑크상수, ν는 빛의 진동수이다. (1/2)mv2은 금속 밖으로 나간 전자의 고전적 운동에너지로서 m은 전자의 질량, v는 속도이다.
광자의 에너지가 일함수보다 클 때 광전효과가 일어나는데, 이는 빛의 진동수 ν가 일정값(한계진동수) 이상일 때 일어남을 의미한다.
다시말해, 한계진동수 이상의 진동수를 가진 빛을 금속 물질에 쬐어주면, 광자가 물질의 자유전자왿� 충돌하면서 물질의 표면에서 전자가 튀어나온다. 높은 한계진동수를 가진 물질의 전자를 분리하기 위해서는 높은 진동수를 가진 광자가 필요하다. 광자의 진동수는 광자의 에너지왿� 관련이 있으며 이는 빛의 색을 결정한다. 또한, 같은 물질에서의 방출되는 전자의 개수는 전자왿� 충돌하는 광자의 개수, 즉 빛의 세기(빛의 밝기)왿� 비례한다.
① 금속 표면에서 광전자가 튀어나오게 하기 위해서는 금속에 비추는 빛의 진동수가 금속의 종류에 따라서 정해지는 특정한 진동수보다 크지 않으면 안 된다. 이때의 진동수를 한계 진동수라고 한다.
② 아무리 세기가 약한 빛이라도 그 진동수가 한계진동수보다 크면 시간지연 없이 광전자는 즉시 튀어나온다.
③ 광전자가 금속 표면에서 튀어나올 때 갖는 에너지는 빛의 세기에는 관계없고 빛의 진동수에 관계한다.
④ 같은 진동수의 빛을 쪼일 경우에 튀어나오는 광전자의 수, 즉 광전류는 빛의 세기에 비례한다.
흡수체 및 방출된 전자의 상태에 의해서 광전효과는 다음과 같이 분류된다.