Em 1887, o cientista alemão Hertz descobriu a influêncialuz à descarga elétrica. Estudando a descarga da centelha, Hertz descobriu que se o eletrodo negativo for iluminado com raios ultravioleta, a descarga ocorre com uma voltagem mais baixa nos eletrodos.
Foi ainda descoberto que quando iluminado com luzarco elétrico de uma placa de metal carregada negativamente conectada a um eletroscópio, a seta do eletroscópio é abaixada. Isso indicava que a placa de metal iluminada pelo arco elétrico estava perdendo sua carga negativa. A placa de metal não perde sua carga positiva quando iluminada.
A perda de uma carga elétrica negativa por corpos metálicos quando iluminados por feixes de luz é chamada de efeito fotoelétrico, ou simplesmente efeito fotoelétrico.
A física desse fenômeno foi estudada desde 1888 pelo famoso cientista russo A.G. Stoletov.
Stoletov estudou o efeito fotoelétrico emusando uma configuração que consiste em dois pequenos discos. Uma placa sólida de zinco e uma grade fina foram instaladas verticalmente opostas uma à outra, formando um capacitor. Suas placas foram conectadas aos pólos de uma fonte de corrente e então iluminadas pela luz de um arco elétrico.
A luz penetrou livremente através da malha na superfície de um disco sólido de zinco.
Stoletov descobriu que se o revestimento de zincoo capacitor é conectado ao pólo negativo da fonte de tensão (é o cátodo), então o galvanômetro incluído no circuito mostra a corrente. Se o cátodo for uma grade, não há corrente. Isso significa que uma placa de zinco iluminada emite partículas carregadas negativamente, que determinam a existência de uma corrente no vão entre ela e a grade.
Stoletov, estudando o efeito fotoelétrico, cuja física eraainda não divulgado, ele levou para seus experimentos discos feitos de vários metais: alumínio, cobre, zinco, prata, níquel. Ao conectá-los ao pólo negativo da fonte de tensão, ele observou como, sob a ação de um arco, uma corrente elétrica surgiu no circuito de sua montagem experimental. Essa corrente é chamada de fotocorrente.
Com o aumento da tensão entre as placas do capacitor, a fotocorrente aumentou, atingindo seu valor máximo em uma determinada tensão, chamada de fotocorrente de saturação.
Estudando o efeito fotoelétrico, cuja física está intimamente ligada à dependência da fotocorrente de saturação do valor do fluxo luminoso incidente na placa catódica, Stoletov estabeleceu a seguinte lei: a fotocorrente de saturação será diretamente proporcional ao fluxo de luz incidente na placa de metal.
Esta lei é chamada de Stoletov.
Mais tarde, descobriu-se que a fotocorrente é o fluxo de elétrons arrancado do metal pela luz.
A teoria do efeito fotoelétrico encontrou ampla aplicação prática. É assim que os dispositivos baseados neste fenômeno foram criados. Eles são chamados de fotocélulas.
Camada fotossensível - cátodo - tampasquase toda a superfície interna do balão de vidro, com exceção de uma pequena janela para acesso à luz. O ânodo, por outro lado, é um anel de arame fixado dentro do cilindro. Existe um vácuo na garrafa.
Se você conectar o anel ao pólo positivobateria, e a camada de metal fotossensível através do galvanômetro com seu pólo negativo, então quando a camada for iluminada com uma fonte de luz adequada, uma corrente aparecerá no circuito.
Você pode desligar a bateria completamente, mas mesmo assim nósobservaremos uma corrente, só que muito fraca, já que apenas uma parte insignificante dos elétrons arrancados pela luz cairá sobre o anel de arame - o ânodo. Para aumentar o efeito, uma tensão da ordem de 80-100 V é necessária.
O efeito fotoelétrico, cuja física é usada em taiselementos podem ser observados usando qualquer metal. No entanto, a maioria deles, como cobre, ferro, platina, tungstênio, são sensíveis apenas aos raios ultravioleta. Os metais alcalinos por si só - potássio, sódio e especialmente césio - também são sensíveis aos raios visíveis. Eles são usados para a fabricação de cátodos de fotocélulas.
