التأثير الكهروضوئي Photoelectric Effect

تحرير للإلكترونات من سطح المعدن نتيجة لتعرضه للأشعة الكهرمغناطيسية . و يعتمد عدد الإلكترونات المحررة على شدة الأشعة الكهرومغناطيسية الساقة على المعدن . و هذا التأثير يعتبر عملية كمية ( من ميكانيكا الكم ) بحيث يتم افتراض بأن الاشعاعات عباره عن سيل من الإلكترونات كل منها لديه طاقة مقدارها hν ، حيث h ثابت بلانك و f تردد الإشعاع . و يمكن للفوتون ان يحرر الكترونا إذا تجاوزت طاقة البروتون دالة الشغل φ للمادة الصلبة ، أي لو أن hf0 = φ فإن الالكترون سوف يحرر . فلأغلب الفلزات يحدث التاثير الكهرضوئي عند ترددات الأشعة قوق البنفسجية أو الأعلى و لكن لبعض المعادن و التي لها معامل شغل قليل فإن التاثير الكهرمغناطيسي يحدث في الضوء العادي . و يمكن حساب الطاقة الحركية القصوى Em للفوتوإلكترون من خلال معادل آينشتاين :
Em = hf – φ
و بعيدا عن تحرير الإلكترونات ، فإن هناك ظواهر اخرى يمكن نسبها للتأثير الكهرضوئي . و هذه تشمل التأثير الحثي الضوئي و التأثير الفولتي الضوئي. ففي التأثير الضوئي الحثي فإن الزيادة في الحث الكهربائي لأشباه الموصلات ينتج عن الأشعاع كنتيجة لإثارة حاملات الشحنة بسبب الفوتونات الساقطة . أما الخلايا الضوئية الحثية فهي خلايا يدخل في تركيبها بعض المواد الحساسة للضوء مثل كبريتيد الكادميوم و تستخدم على نطاق واسع كمكشافات للإشعاع و كمفاتيح انارة تعمل تلقائيا حسب وجود الضوء . أما في التأثير الفولتي الضوئي فإن القوة الدافعة الكهربائية يتم توليدها بين طبقتين من مادتين مختلفتين كنتيجة للإشعاع . و هذا التأثير يستخدم في الخلايا الفولتية الضوئية التي تحتوي على وصلات p-n أشباه الموصلات.