Quando un fotone colpisce un materiale, può trasferire la sua energia a un elettrone nel materiale. Se il fotone ha abbastanza energia, l'elettrone può essere espulso dal materiale, creando un elettrone libero. L'energia minima richiesta per espellere un elettrone da un materiale è chiamata funzione lavoro del materiale.
L'effetto fotoelettrico è un effetto soglia, nel senso che si verifica solo se il fotone ha abbastanza energia per espellere un elettrone. L'energia cinetica massima degli elettroni emessi è proporzionale alla frequenza della luce incidente.
L'effetto fotoelettrico fu osservato per la prima volta da Heinrich Hertz nel 1887, ma fu solo dopo l'articolo di Albert Einstein sull'argomento del 1905 che fu data una spiegazione soddisfacente. La teoria dell'effetto fotoelettrico di Einstein gli valse il Premio Nobel per la fisica nel 1921.
Ecco alcuni dei sottoprodotti dell'assorbimento fotoelettrico:
* Emissione di elettroni: Il sottoprodotto più evidente dell'assorbimento fotoelettrico è l'emissione di elettroni. Questi elettroni possono essere utilizzati per generare corrente elettrica, che è la base di molti dispositivi optoelettronici.
* Generazione di calore: Quando un fotone viene assorbito da un materiale, può anche generare calore. Questo perché l'energia del fotone viene trasferita al materiale, provocandone la vibrazione. La vibrazione degli atomi nel materiale crea calore.
* Creazione di difetti: L'assorbimento fotoelettrico può anche creare difetti in un materiale. Questi difetti possono essere difetti puntuali o difetti estesi. I difetti puntuali sono difetti che si verificano in un singolo atomo, mentre i difetti estesi sono difetti che si verificano su un'area più ampia. I difetti possono influenzare le proprietà di un materiale, come la conduttività elettrica, la conduttività termica e la resistenza meccanica.
I sottoprodotti dell'assorbimento fotoelettrico possono essere utilizzati per progettare e sviluppare nuovi materiali e dispositivi. Ad esempio, l'emissione di elettroni può essere utilizzata per generare una corrente elettrica, che è alla base di molti dispositivi optoelettronici. La generazione di calore può essere utilizzata per riscaldare un materiale o per creare un gradiente di temperatura. La creazione di difetti può essere utilizzata per modificare le proprietà di un materiale.
