Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat

Fotoelektrik Etki (Fotoelektrik Olay) Nedir?

Einstein'a Nobel Ödülü'nü Kazandıran Fotoelektrik Olay Neden Önemli?

Fotoelektrik Etki (Fotoelektrik Olay) Nedir? Physics World
4 dakika
81,072
Tüm Reklamları Kapat

Işığın doğası yüzyıllar boyunca hep tartışmalara konu olmuştur. Kimi bilim insanları ışığın dalga yapısında olduğunu savunurken kimi bilim insanları ışığın parçacık yapısında olduğunu savunmuştur. İki taraf da düşüncelerini deneyler ile desteklemiştir. Bazı deneylerin sonucu ışığın dalga doğası ile açıklanabilir iken bazı deneylerin sonucu ışığın parçacık doğası ile açıklanabilir. Bu çelişkili sonuçlar dolayısıyla ışığın yapısı kuantum mekaniği gelişene kadar tam anlaşılamamıştır. Aslında iki taraf da haklıdır, ışık hem parçacık hem de dalga yapısına sahiptir. Buna ışığın dalga - parçacık ikiliği denir. Bizim yazımızın konusu olan fotoelektrik olay, ışığın parçacık karakteri ile gerçekleşir.

Fotoelektrik Olay

Fotoelektrik olay ışığın metalden elektron koparması olarak tanımlanabilir. Kopan elektronlara fotoelektron denir. Fotoelektrik olay ilk olarak 1887 Alman fizikçi yılında Heinrich Hertz tarafından keşfedilmiştir. Hertz elektrik ile yaptığı deneylerde ışığın etkisini fark etmiştir. Elektrotların üzerine ışık düştüğü zaman aralarındaki akımın güçlendiğini keşfetmiştir. 1900 ise Philipp Lenard gazların üzerine morötesi ışık düşürdüğü zaman gazların iyonize olduğunu ve pozitif yüklü iyonların fazla olduğunu görmüştür. Bu olayları klasik elektromanyetizma çerçevesinde açıklamak mümkün değildi. Klasik fizik elektromanyetik radyasyonu dalga olarak kabul ediyordu ama bu olayı dalga perspektifinden açıklamak mümkün değildi.

Fotoelektrik olay
Fotoelektrik olay
ScienceABC

Albert Einstein

Albert Einstein 20. yüzyılın en büyük fizikçilerinden birisiydi. Özel görelilik, genel görelilik, E=mc2 , Brown hareketi gibi teorileriyle ünlüydü. Pek çok kişinin bilmediği şey ise Einstein'ın 1921 Nobel fizik ödülünü genel görelilikten dolayı değil de fotoelektrik olayı açıklamasından dolayı aldığıdır.

Tüm Reklamları Kapat

Fotoelektrik olay fizik tarihindeki en önemli olaylardan birisidir. Max Planck'ın kara cisim ışımasını incelemesi sonucu enerjinin kuantize olduğunu anlamıştık. Elektromanyetik radyasyonunda benzeri şekilde kuantize olup her biri E=n∗h∗fE=n*h*f (EE enerji, nn bir tam sayı, hh Planck sabiti ve ff frekans) enerjilerine sahip parçacıklardan oluştuğunu varsayarak fotoelektrik olayı açıklayabiliriz. Bu varsayımı yapan ilk kişi Albert Einstein'dı. Bu parçacıklara foton adı verildi. Bu varsayıma göre fotonun enerjisi frekans ile doğru orantılı ve dalga boyu ile ters orantılıdır.

Fotonların bir illüstrasyonu
Fotonların bir illüstrasyonu
ZME Science

Deneyler

Kurulan deney düzeneklerinden üç önemli sonuç çıktı:

  1. Belirli bir eşik frekansına gelene kadar ne kadar şiddetli ışık tutulursa tutulsun hiç bir elektron kopmaz
  2. Eğer frekans eşik değerinin üzerindeyse ışığın şiddeti ne kadar az olursa olsun elektron kopar
  3. Fotoelektronun kinetik enerjisi ışığın frekansı ile doğru orantılıdır ve ışığın şiddetinden bağımsızdır.
Fotoelektrik olaya dair bir deney
Fotoelektrik olaya dair bir deney
Khan Academy

Bu örneği yukarıdaki sonuçlar açısından inceleyelim

  1. Kırmızı ışığın frekansı eşik frekansından düşük olduğu için hiç bir elektron kopmamıştır (1. sonuç)
  2. Mavi ışığın frekansı yeşil ışıktan daha fazladır, yani daha fazla enerjiye sahiptir. Bundan dolayı mavi ışığın kopardığı fotoelektronların hızı( kinetik enerjisi ) yeşil ışığın kopardığı fotoelektronlardan daha fazladır (3. sonuç)
  3. Bu örnekteki deney düzeneğindeki ışık şiddetleri eşit olduğu 2. sonuç hakkında bir yorum yapılamaz.

3. sonuç aslında enerjinin korunumu yasasından gelmektedir. Fotonun enerjisi ilk olarak elektronu atomdan kopartır ve arta kalan enerji fotoelektrona kinetik enerji olarak kalır. Bu ifadeleri matematiksel olarak ifade etmek istersek:

Tüm Reklamları Kapat

hf=Ek+ϕ\LARGE{hf=E_k+\phi}

Bunu şu şekilde de yazabiliriz:

Ek=hf−ϕ\LARGE{E_k=hf-\phi}

Buradaki ϕ\phi iş fonksiyonudur ve elektronu kopartmak için gerekli olan enerjiye karşılık gelir. İş fonksiyonu, üzerine ışık düşürülen metalin karakteristik bir özelliğidir; dolayısıyla her metal için farklı ve özel bir değerdir. Şöyle ifade edilir:

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

ϕ=hf0\LARGE{\phi=hf_0}

Buradaki f0f_0 eşik frekansıdır. Aşılması gereken frekans eşiğine karşılık gelir. Bu durumda:

Ek=h(f−f0)\LARGE{E_k=h(f-f_0)}

Bu elde ettiğimiz denklemleri deneyden elde ettiğimiz verilerle karşılaştırırsak her şeyin mantıklı olduğunu göreceğiz. Eşik frekansından düşük hiçbir ışının elektron koparmamasını iş fonksiyonu ile açıklayabiliriz. Eşik frekansı aslında iş fonksiyonuna denk gelen enerjidir. Eğer f<f0f<f_0 ise hf<hf0hf<hf_0 olacağı için yapılan iş yeterli olmaz ve elektron kopamaz.

Kesme Potansiyeli

JavaLab

Bu düzenekteki iki elektrot arasında negatif potansiyel oluşturursak sodyumdan kopan elektronların karşıdaki plakaya ulaşan elektron sayısı azalacaktır. Öyle bir potansiyel değeri vardır ki karşıya ulaşan elektron sayısı sıfıra iner; yani fotoelektronlarla üretilen elektrik akımı durur. Bu potansiyele durdurma potansiyeli veya kesme potansiyeli denir. Bu potansiyeli bulmak için basit bir denklem kullanabiliriz:

eV0=Ek\LARGE{eV_0 = E_k}

Tüm Reklamları Kapat

Bu denklemde ee elektronun yükünü, EkE_k fotoelektronların kinetik enerjisini ve V0V_0 da kesme potansiyelini temsil etmektedir. Potansiyelin yaptığı iş fotoelektronların kinetik enerjisine eşit olduğu zaman akım durur.

Fotoelektron Spektroskopi

Fotoelektrik olayın kimyadaki önemli bir uygulaması ise fotoelektron spektroskopidir. Bu tekniğin iki ana türü vardır: Mor Ötesi Fotoelektron Spektroskopi (UPS) ve X Işını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS). Bu teknikleri kullanarak analiz ettiğimiz maddedeki atomların yüzde dağılımları, analiz ettiğimiz maddedeki bağlanma enerjileri, ince yüzey filmlerinin kalınlığı ve daha birçok özelliği ölçebiliriz.

Fotoelektron Spektroskopi düzeneği.
Fotoelektron Spektroskopi düzeneği.
Wikipedia
Bir XPS sonucu
Bir XPS sonucu
Research Gate

Fotoelektronların kinetik enerjisini fotonların enerjisinden çıkardığımız zaman iş fonksiyonunu bulabileceğimizi ve iş fonksiyonunu her element için özel olduğunu biliyoruz. Bu şekilde iş fonksiyonlarını ölçerek maddelerdeki atomların türlerini, yüzdelerini ve atomların bağlanma enerjilerini ölçebiliyoruz.

Bu Makaleyi Alıntıla
Okundu Olarak İşaretle
88
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Bize Ulaş
Yukarı Zıpla

İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!

Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.

Soru & Cevap Platformuna Git
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Tebrikler! 34
  • Bilim Budur! 24
  • Merak Uyandırıcı! 12
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 10
  • Muhteşem! 9
  • İnanılmaz 7
  • Umut Verici! 5
  • Güldürdü 2
  • Grrr... *@$# 1
  • Üzücü! 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  • P. Atkins, et al. (2017). Atkin's Physical Chemistry. ISBN: 9780198769866. Yayınevi: Oxford University Press.
  • Wikipedia. Photoelectric Effect. (26 Ocak 2020). Alındığı Tarih: 26 Ocak 2020. Alındığı Yer: Wikipedia | Arşiv Bağlantısı
  • Khan Academy. Photoelectric Effect. (26 Ocak 2020). Alındığı Tarih: 26 Ocak 2020. Alındığı Yer: Khan Acamemy | Arşiv Bağlantısı
  • Wikipedia. Photoemission Spectroscopy. (26 Ocak 2020). Alındığı Tarih: 26 Ocak 2020. Alındığı Yer: Wikipedia | Arşiv Bağlantısı
  • Khan Academy. Photoelectron Spectroscopy. (26 Ocak 2020). Alındığı Tarih: 26 Ocak 2020. Alındığı Yer: Khan Academy | Arşiv Bağlantısı
  • İ. Uslu. X-Işını Fotoelektron Spektroskopisi. (26 Ocak 2020). Alındığı Tarih: 26 Ocak 2020. Alındığı Yer: Slideshare | Arşiv Bağlantısı
Tüm Reklamları Kapat

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 26/05/2024 20:21:36 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/8225

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Keşfet
Akış
İçerikler
Gündem
Karanlık Madde
Veri Bilimi
Uçuş
Dna
Irk
Yiyecek
Göç
Metabolizma
Kitlesel Yok Oluş
Doğa Yasası
Afrika
Araştırma
Böcek
Retrovirüs
Tümör
Taksonomik Sınıflandırma
Bebek Doğumu
Canlılık Cansızlık
Organizma
Elementler
Ekonomi
İlişki
Oyun
Mühendislik
Böcek Bilimi
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Gündem
Bugün Türkiye'de bilime ve bilim okuryazarlığına neler katacaksın?
Bağlantı
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Bu platformda cevap veya yorum sistemi bulunmamaktadır. Dolayısıyla aklınızdan geçenlerin, tespit edilebilir kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Ekle
Soru Sor
Sosyal
Yeniler
Daha Fazla İçerik Göster
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
Evrim Ağacı'na Destek Ol

Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katın.

Evrim Ağacı'nı Takip Et!
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000
Bu Makaleyi Alıntıla
Evrim Ağacı Formatı
APA7
MLA9
Chicago
Y. Ertan, et al. Fotoelektrik Etki (Fotoelektrik Olay) Nedir?. (26 Ocak 2020). Alındığı Tarih: 26 Mayıs 2024. Alındığı Yer: https://evrimagaci.org/s/8225
Ertan, Y., Bakırcı, Ç. M. (2020, January 26). Fotoelektrik Etki (Fotoelektrik Olay) Nedir?. Evrim Ağacı. Retrieved May 26, 2024. from https://evrimagaci.org/s/8225
Y. Ertan, et al. “Fotoelektrik Etki (Fotoelektrik Olay) Nedir?.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, 26 Jan. 2020, https://evrimagaci.org/s/8225.
Ertan, Yiğit. Bakırcı, Çağrı Mert. “Fotoelektrik Etki (Fotoelektrik Olay) Nedir?.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, January 26, 2020. https://evrimagaci.org/s/8225.
ve seni takip ediyor

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close