"ما هو التأثير الكهروضوئي photoelectric effect؟ تطبيقات التأثير الكهروضوئي: شرح تطبيقات التأثير الكهروضوئي: ما هو التأثير الكهروضوئي photoelectric effect؟ يمكن استخدام الضوء الذي يحتوي على طاقة أعلى من نقطة معينة لتفكيك الإلكترونات، وتحريرها من سطح معدني صلب. يصطدم كل جسيم من الضوء، يسمى "الفوتون"، يصطدم بإلكترون ويستخدم بعضًا من طاقته لطرد الإلكترون. تنتقل بقية طاقة الفوتون إلى الشحنة السالبة الحرة، والتي تسمى "فوتو إلكترون". شرح درس تطبيقات الدوائر الكهربائية - تجربة التأثير الكهروضوئي - الفيزياء (علمي) - الثالث الثانوي (العلمي والأدبي) - نفهم. لقد أحدثت هذه العملية ثورة في علم الفيزياء. أحضرت لنا تطبيقات التأثير الكهروضوئي "العين الكهربائية" التي توضع على الأبواب، وعدادات الضوء التي نستخدمها في التصوير الفوتوغرافي، وأيضاً في الألواح الشمسية والنسخ الضوئي. وفقًا "لأينشتاين"، يتكون الضوء من حزم صغيرة، تسمى في البداية "الفوتونات الكمومية" (quanta) ثمّ "الفوتونات اللاحقة" (later photons). يمكن فهم كيف تتصرف الكميات تحت التأثير الكهروضوئي من خلال تجربة فكرية. تخيل كرة رخامية تدور في بئر، والتي ستكون مثل إلكترون مرتبط بذرة. عندما يدخل الفوتون، يصطدم بالكرة "أو الإلكترون"، ممّا يمنحه طاقة كافية للهروب من البئر.
تتكون هذه الخلايا من مادة شبه موصلة تولد الكهرباء عند تعرضها لأشعة الشمس. تتنوع الأجهزة التي تستخدم الخلايا الكهروضوئية من الآلات الحاسبة إلى الأقمار الصناعية التي تدور حول الكوكب، ومن الجدير بالذكر ان هناك عدد لا يحصى من تطبيقات الطاقة الشمسية. آلة حاسبة تعمل بالطاقة الضوئية تم استخدام الظاهرة الكهروضوئية أيضًا في تكنولوجيا التصوير (بشكل أكثر تحديدًا، في أنابيب اشعة الكاثود لكاميرات الفيديو – وهو نوع من أنبوب أشعة الكاثود المستخدم لالتقاط الصورة التلفزيونية) في بدايات اكتشاف التلفزيون. كما تم استخدام الظاهرة الكهروضوئية أيضا في عمليات التحليل الكيميائي للمواد بالاعتماد على الإلكترونات التي تنبعث منها، مما يسمح بدراسة الانتقالات الإلكترونية بين مستويات الطاقة. تأثير غير مرغوب فيه للظاهرة الكهروضوئية على المركبات الفضائية يمكن أن يؤدي التأثير الكهروضوئي إلى تراكم شحنات موجبة على السطح الخارجي لمركبة الفضاء، حيث يؤدي تعرضها الطويل لأشعة الشمس إلى انبعاث مستمر للإلكترونات من سطحها المعدني. من تطبيقات التأثير الكهروضوئي. لذلك، فإن الجانب المضاء بنور الشمس من المركبة الفضائية يتولد عليه شحنة موجبة، بينما الجانب الموجود في الظل يصبح مشحونا بشحنة سالبة نسبية.
استخدمت ظاهرة التأثير الكهروضوئي في فكرة الخلايا الشمسية التي تخزن الطاقة عند تعرضها لأشعة الشمس لتستخدم فيما بعد كمصدر للضوء والدفء. استخدمت ظاهرة التأثير الكهروضوئي في التحليل الكيميائي لبعض المواد عن طريق انبعاث الإلكترونات. تم استخدام ظاهرة التأثير الكهروضوئي في بعض التطبيقات المرتبطة بتوليد الطاقة النووية وتطبيقاتها العلمية. دخلت ظاهرة التأثير الكهروضوئي في تصنيع التكنولوجيا المرتبطة بالكاميرات والتصوير. شاهد شروحات اخرى: شرح درس ظاهرة الغوص خصائص ظاهرة التأثير الكهروضوئي تتميز ظاهرة التأثير الكهروضوئي ببعض الخصائص نوجزها فيما يلي: تحدث ظاهرة التأثير الكهروضوئي عندما يفوق تردد موجات الضوء الساقطة تردد الضوء اللازم لتحرير الإلكترونات من سطح المعدن دون أن تكتسب طاقة حركية. تطبيقات التأثير الكهروضوئي Photoelectric effect applications - المنهج. تحدث ظاهرة التأثير الكهروضوئي بمجرد سقوط موجات على سطح المعدن بتردد مناسب دون أخذ شدتها في الاعتبار. عندما تزيد شدة الشعاع الضوئي الساقط تزيد معها شدة التيار الذي يمر عبر الخلية الكهروضوئية. هناك علاقة طردية بين تردد الشعاع الضوئي الساقط وبين طاقة الحركة للإلكترونات المتحررة. شاهد شروحات اخرى: شرح درس الجدول الدوري الحديث وقد أثر اكتشاف ظاهرة التأثير الكهروضوئي في العلم بصورة كبيرة، حيث أن كثير من التطبيقات العلمية قد بنيت على الضوء ونظرياته، وكان شرح ظاهرة التأثير الكهروضوئي من قبل العلماء معبرًا لمزيد من الاختراعات المفيدة للبشرية.
اليوم، تطورت هذه "الأنابيب الضوئية" إلى الثنائيات الضوئية القائمة على أشباه الموصلات والتي تستخدم في تطبيقات مثل الخلايا الشمسية واتصالات الألياف الضوئية. الأنابيب المضاعفة الضوئية هي نوع مختلف من الأنبوب الضوئي، لكنّها تحتوي على العديد من الصفائح المعدنية التي تسمى "الديوندات" (dynodes). يتم إطلاق الإلكترونات بعد أن يضرب الضوء الكاثودات. ثم تسقط الإلكترونات على الدينود الأول، الذي يطلق المزيد من الإلكترونات التي تسقط على الدينود الثاني، ثمّ على الدينود الثالث، والرابع، وهكذا. كل دينود يضخم التيار؛ بعد حوالي (10) دينودات، يكون التيار قويًا بما يكفي للمضاعفات الضوئية لاكتشاف حتى الفوتونات المفردة. تُستخدم أمثلة على ذلك في التحليل الطيفي "الذي يقسم الضوء إلى أطوال موجية مختلفة لمعرفة المزيد عن التركيبات الكيميائية للنجوم، على سبيل المثال"، والتصوير المقطعي المحوري (CAT) الذي يفحص الجسم. تشمل التطبيقات الأخرى للديودات الضوئية (photodiodes) والمضاعفات الضوئية (photomultipliers) ما يلي: تكنولوجيا التصوير، بما في ذلك "أقدم" أنابيب كاميرات التلفزيون أو مكثفات الصورة. دراسة العمليات النووية. تحليل المواد كيميائيًا بناءً على إلكتروناتها المنبعثة.
تتكون الخلايا الضوئية من أشباه الموصلات ذات فجوات الحزمة التي تتوافق مع طاقات الفوتون المراد استشعارها. على سبيل المثال، تعمل عدادات التعرض للتصوير الفوتوغرافي والمفاتيح التلقائية لإضاءة الشوارع في الطيف المرئي، لذا فهي مصنوعة عادةً من كبريتيد الكادميوم. قد تكون أجهزة الكشف بالأشعة تحت الحمراء، مثل أجهزة الاستشعار لتطبيقات الرؤية الليلية، مصنوعة من كبريتيد الرصاص أو الزئبق الكادميوم تيلورايد. تشتمل الأجهزة الكهروضوئية عادةً على تقاطع (pn) شبه موصل. لاستخدام الخلايا الشمسية، عادةّ ما تكون مصنوعة من السيليكون البلوري وتحويل حوالي (15) بالمائة من طاقة الضوء الساقط إلى كهرباء. غالبًا ما تستخدم الخلايا الشمسية لتوفير كميات صغيرة نسبيًا من الطاقة في بيئات خاصة مثل الأقمار الصناعية الفضائية وتركيبات الهاتف عن بُعد. إن تطوير مواد أرخص وكفاءات أعلى قد يجعل الطاقة الشمسية مجدية اقتصاديًا للتطبيقات واسعة النطاق.