Educazione civica FISICA

ENERGIA RADIANTE

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ENERGIA RADIANTE

EFFETTO FOTOELETTRICO

• L'energia radiante è una forma di energia che consiste in un'emissione di radiazione derivante da corpi eccitati.

• è anche detta energia elettromagnetica, poiché viene emessa dai corpi sotto forma di irradiazioni di onde elettromagnetiche

• Una delle risorse ambientali che ricava questa energia rinnovabile è la luce solare

• alla fine del XIX secolo si è potuto dimostrare sperimentalmente, che quando essa incide su certe superfici metalliche, quest’ ultime emettono elettroni, chiamati fotoelettroni. Questo fenomeno è noto come effetto fotoelettrico

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L’ effetto fotoelettrico è un fenomeno analizzato da più studiosi: Hertz (1857 e 1880); Thomson (1899); Lenard (1902); Einstein (1905)

LENARD (1902)

• Lenard per primo eseguì uno studio sistematico dell’effetto: prese un tubo di vetro vuoto contenente una placca metallica, che egli denominò L, collegandola al polo negativo di una batteria.

• Lo scienziato notò che quando il tubo si trova al buio, l’amperometro, ovvero uno strumento per la misura dell'intensità della corrente elettrica in AMPERE, segna zero, questo accade perché non essendoci luce riflettente sulla placca metallica, non viene prodotto alcun tipo di corrente.

• Contrariamente quando la luce con una certa lunghezza d’onda illumina la placca L, l’amperometro inizia a segnare un passaggio di corrente

ciò accade perché è avvenuto un passaggio di elettroni nello spazio vuoto tra placca negativa L, detta EMETTITORE e M ovvero il COLLETTORE.

EINSTEIN

• Nel 1905 anche Einstein spiegò questo fenomeno, partendo dal concetto di Plank, relativo alla quantizzazione delle onde elettromagnetiche.

• Egli fece l’ipotesi che la luce di frequenza f potesse essere considerata come una corrente di quanti, oggi chiamati fotoni.

• Nel modello di Einstein, un fotone della luce incidente, cede tutta la sua energia a un singolo elettrone del metallo, il quale può liberarsi dalla superficie metallica solo se possiede un’energia maggiore al lavoro di estrazione.

• Questo processo di assorbimento di energia non è un processo continuo, come previsto dalla teoria ondulatoria, ma è un processo discreto, in cui l’energia è fornita agli elettroni tramite pacchetti.

effetto fotoelettrico: esterno e interno

• Quello esterno permette la realizzazione dei fotodiodi che possono essere a vuoto, ovvero caratterizzati da una corrente di saturazione, oppure a gas.

• Questi sono stati ampiamente utilizzati prima dell’avvento dell’elettronica a stato solido in tutti i dispositivi in cui era richiesta una misura di luce piuttosto intensa: fotometri, spettrometri, rivelatori di segnali luminosi modulati in ampiezza, per es. vecchie pellicole cinematografiche

effetto fotoelettrico interno

• Esso viene utilizzato nelle fotoresistenze, ovvero materiali la cui resistività dipende dall’irraggiamento luminoso. Le fotoresistenze sono state utilizzate come strumenti di misura negli esposimetri fotografici, che adesso sono soppiantate dai fotodiodi al silicio, cioè dispositivi fotosensibili estremamente versatili.

• I fotodiodi vengono ampliamente utilizzati

• negli strumenti di misura della luce (esposimetri fotografici, anche per luce flash) • barriere luminose (sistemi di sicurezza per bloccare la chiusura di cancelli...) • misura di segnali ottici digitali (lettori CD e DVD) • sistemi di allarme passivi • una infinità di applicazioni industriali . . .

utilizzo dell'effetto fotoelettrico(ambito fotografico)

quantità di fotocamere prodotte in un anno (in milioni)

http://bergamoscienza.liceomascheroni.it/wp-content/uploads/2016/01/effetto-fotoelettrico.pdf

https://www.okpedia.it/energia_radiante

Fonti

https://www.fe.infn.it/~lenisa/2012_storia/storia_luce_2.pdf

https://www.matematicamente.it/appunti/fisica-per-le-superiori/fisica-atomica/leffetto-fotoelettrico-lipotesi-einstein/

https://viaggionellascienza.it/materia/fisica/leffetto-fotoelettrico/

COMMENTO

Ho deciso di approfondire l'argomento sull'effetto fotoelettrico, perché ha avuto un ruolo molto importante nello studio della luce ed inoltre è applicato quotidianamente nella tecnologia moderna, per esempio nell'apertura e chiusura delle porte automatiche.