ב- 1887 גילה המדען הגרמני הרץ את ההשפעהאור על השחרור החשמלי. לומד את הניצוץ, גילה הרץ שאם האלקטרודה השלילית מוארת בקרניים אולטרה סגולות, הפרשות מתרחשת במתח נמוך יותר על פני האלקטרודות.
עוד נמצא שכאשר מואר באורקשת חשמלית של לוח מתכת טעון שלילי המחוברת לאלקטרוסקופ, מחט האלקטרוסקופ יורדת למטה. זה הצביע על כך שלוחית מתכת המוארת בקשת חשמלית מאבדת את המטען השלילי שלה. לוח מתכת אינו מאבד מטען חיובי כאשר הוא מואר.
אובדן מטען חשמלי שלילי על ידי גופים מתכתיים כאשר הם מוארים על ידי קרני האור שלהם נקרא האפקט הפוטואלקטרי או פשוט האפקט הפוטואלקטרי.
הפיזיקה של תופעה זו נחקרה מאז 1888 על ידי המדען הרוסי המפורסם A.G. Stoletov.
סטולטוב חקר את האפקט הפוטואלקטרי בבאמצעות התקנה המורכבת משני דיסקים קטנים. לוחית אבץ מוצקה ורשת עדינה הורכבו אנכית זה כנגד זה, ויצרו קבל. הלוחות שלו היו מחוברים לקטבים של מקור זרם, ולאחר מכן הוארו באור של קשת חשמלית.
אור חדר בחופשיות דרך הרשת אל פני השטח של דיסק אבץ מוצק.
Stoletov קבע כי אם רירית אבץהקבל מחובר לקוטב השלילי של מקור המתח (זה הקתודה), ואז הגלוונומטר הכלול במעגל מראה את הזרם. אם הרשת היא הקתודה, אז אין זרם. המשמעות היא שלוחית האבץ המוארת פולטת חלקיקים בעלי מטען שלילי, הקובעים את קיומו של זרם בפער בינה לבין הרשת.
סטולטוב, לומד את האפקט הפוטואלקטרי, שהפיזיקה שלו הייתהשעדיין לא נפתח, הוא לקח לניסויים שלו דיסקים ממגוון רחב של מתכות: אלומיניום, נחושת, אבץ, כסף, ניקל. בחיבורם לקוטב השלילי של מקור מתח, הוא הבחין כיצד, בהשפעת קשת, נוצר זרם חשמלי במעגל של מתקן הניסוי שלו. זרם זה נקרא photocurrent.
עם עלייה במתח בין הלוחות של הקבל, זרם הצילום גדל, והגיע לערכו המקסימלי במתח מסוים, הנקרא זרם הפוטו הרוויה.
בחקירת האפקט הפוטואלקטרי, שהפיזיקה שלו קשורה קשר בל יינתק עם התלות של זרם הצילום הרוויה בגודל שטף האור המתרחש על לוח הקתודה, סטולטוב קבע את החוק הבא: גודל זרם הצילום של הרוויה יהיה פרופורציונלי ישר לשטף האור הנכנס על לוח המתכת.
החוק הזה נקרא סטולטוב.
מאוחר יותר נמצא כי זרם הפוטו הוא זרם של אלקטרונים שנתלש מהמתכת באור.
התיאוריה של האפקט הפוטואלקטרי מצאה יישום מעשי רחב. כך נוצרו מכשירים המבוססים על תופעה זו. הם נקראים תאי פוטו.
השכבה הרגישה לאור - הקתודה - מכסהכמעט כל המשטח הפנימי של מיכל הזכוכית, למעט חלון קטן לגישה קלה. האנודה היא טבעת תיל קבועה בתוך הגליל. הבלון נמצא בוואקום.
אם אתה מחבר את הטבעת עם הקוטב החיוביסוללה, ושכבת המתכת הרגישה לאור דרך גלוונומטר עם הקוטב השלילי שלה, ואז כאשר השכבה מוארת במקור אור מתאים, יופיע זרם במעגל.
אתה יכול לכבות את הסוללה לגמרי, אבל גם אז אנחנואנו נצפה בזרם, רק אחד חלש מאוד, מכיוון שרק חלק לא משמעותי מהאלקטרונים שנשלפו על ידי האור ייפול על טבעת התיל - האנודה. כדי לשפר את האפקט, נדרש מתח בסדר גודל של 80-100 וולט.
האפקט הפוטואלקטרי, שהפיזיקה שלו משמשת בכאלהניתן לראות אלמנטים באמצעות כל מתכת. עם זאת, רובם, כמו נחושת, ברזל, פלטינה, טונגסטן, רגישים רק לקרניים אולטרה סגולות. מתכות אלקליות לבדן - אשלגן, נתרן ובעיקר צזיום - רגישות גם לקרניים הנראות לעין. הם משמשים גם לייצור קתודות של תאי פוטו.
