Fotoefekts

Lai izprastu fotoefekta fizikālo būtību, jāatceras daži fakti par gaismas dabu.

19. gs. beigās neviens fiziķis nešaubījās, ka gaismai ir viļņa daba, taču tā nespēja izskaidrot fotoefekta fizikālo būtību. Izeju no strupceļa, kādā bija nonākusi gaismas viļņa teorija, mēģinot izskaidrot fotoefektu, atrada A. Einšteins 1905 gadā. Viņš pierādīja, ka visas fotoefekta likumsakarības var viegli izskaidrot ar Planka hipotēzi par gaismas kvantiem vai fotoniem.

Einšteins pieņēma, ka gaisma ne vien tiek absorbēta un izstarota kvantiem, bet pati ir fotonu plūsma. Fotona enerģija tiek patērēta elektrona kinētiskās enerģijas radīšanai un izejas darba kompensācijai.
Palielinot gaismas intensitāti, palielinās tikai fotonu skaits, bet enerģija nemainās. Tāpēc lielāks būs arī fotoelektronu skaits, kurus izsit fotoni.

Ja elektroni tiek izrauti no vielas, tad fotoefektu sauc par ārējo fotoefektu.

Ja elektroni, atrāvušies no "saviem" atomiem, tomēr paliek vielā, kļūstot par brīviem -vadītspējas elektroniem, tad fotoefektu sauc par iekšējo fotoefektu.

Palielinoties vadītspējas elektronu skaitam gaismas absorbcijas rezultātā, var mainīties vielas elektriskā vadītspēja (fotorezistori) vai arī rasties elektrodzinējspēks.

Pēdējo parādību sauc par fotogalvanisko jeb sprostslāņa fotoefektu, jo tajā svarīgs ir robežslānis (sprostslānis) starp divu tipu pusvadītājiem vai starp metālu un pusvadītāju. …