Fotocel

CelM stelde deze vraag op 04 maart 2023 om 10:51.

Als er fotonen op een fotocel in een stroomkring landen en de spanning de juiste waarden heeft zal er stroom gaan lopen door de stroomkring. Wordt hierbij de kinetische energie van de elektronen die zijn vrijgemaakt omgezet in elektrische energie?

En wat als de remspanning is bereikt. De elektronen komen dan nogsteeds vrij uit de kathode, en blijkbaar wordt de kinetische energie van die elektronen ook omgezet in elektrische energie (Ek = Eel, met Eel = q x Urem). Waarom gebeurt dat, aangezien er dan geen stroom loopt door de stroomkring?
En wat gebeurt er uberhaupt met die elektronen die terugkeren naar de kathode? Worden die daar weer opgenomen?

En dan nog een laatste vraag: Als een elektron de grondtoestand verlaat, en zich bevind in aangeslagen toestand (en zijn ionisatie energie nog niet is bereikt). Heeft die elektron dan een brogliegolflengte of geldt dat alleen voor vrijgekomen elektronen?

Reacties

Jaap op 04 maart 2023 om 12:41
Dag CelM,
• Vooraf…
Je schrijft: 'Als er fotonen op een fotocel in een stroomkring landen en de spanning de juiste waarden heeft zal er stroom gaan lopen door de stroomkring.'
Vermoedelijk doel je met 'de spanning' op een externe gelijkspanningsbron.
Let wel: de externe spanningsbron is niet nodig voor de elektrische stroom. Verbind de anode met de kathode van de fotocel via een ampèremeter. Als er fotonen met voldoende energie landen op de kathode, gaat er een geringe elektrische stroom lopen, ook zonder externe spanningsbron in de kring.
• Over de schakeling met externe spanningsbron vraag je: 'Wordt hierbij de kinetische energie van de elektronen die zijn vrijgemaakt omgezet in elektrische energie?'
Ja, dat gebeurt als de pluspool van de externe spanningsbron verbonden is met de fotokathode en de minpool met de anode. De externe bron creëert een elektrisch veld in de fotocel. Hierin ondervinden de vrijgekomen elektronen een remmende elektrische kracht, zodat hun kinetische energie afneemt. De elektrische kracht verricht negatieve arbeid op de bewegende elektronen en dit gaat gepaard met een toename van de elektrische energie.
• Als de remspanning is bereikt, verliezen ook de elektronen die met de grootste snelheid uit de kathode zijn vrijgekomen, hun kinetische energie. Ze worden teruggetrokken naar de kathode en worden daar geabsorbeerd.

• Je laatste vraag betreft niet een fotocel, neem ik aan. We kunnen een debrogliegolflengte ook toekennen aan een elektron in een atoom, ongeacht of het atoom zich in de grondtoestand of een aangeslagen toestand bevindt.
Groet, Jaap

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Clara heeft tien appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)