Eragin fotoelektrikoa eta Compton eragina
Eragin fotoelektrikoa
1887an, Heinrich Hertz (1857-1894) fisikari alemaniarrak, ustekabean, argi ultramoreak metalezko elektrodoen artean gertatzen ziren txinpartetako boltajea aldatzen zuela ohartu zen. Philipp Lenard (1862-1947) alemaniarrak eragin fotoelektrikoa deituriko fenomeno hau, ikusten den argiak edo ultramoreak azalera metalikoengan eragina dutenean gertatzen den elektroi-igortzea bezala deskribatu zuen eta bi oinarrizko ondoriotara iritsi zen:
- Igorritako elektroiek lor dezaketen gehieneko energia zinetikoa, ez da erradiazio erasotzailearen intentsitatearen araberakoa.
- Eragin fotoelektrikoan, elektroi igortzea bat-batekoa da.
Eragin fotoelektrikoaren eskema: hainbat materialengan argi sortak erasotzean, elektroi igortzea gertatzen da.
Einsteinen azalpena
1905ean, Albert Einsteinek (1879-1955), eragin fotoelektrikoaren azalpen adierazgarria eskaini zuen. Einsteinek zioenez, erradiazio elektromagnetikoa partikulen bitartez osatuta dago, zeini fotoiak deitu baitzien; hauen energia, lotura zuen uhinaren frekuentziarekiko proportzionala litzateke. Horrela, erradiazioa eta materiaren arteko energia elkarraldatzea, oinarrizko kopuru batekiko balio anitzetan soilik litzateke posible, adibidez, fotoien kopuru osoaren lekualdatzean. Orduan:
- Uhinak azalera metalikoaren gainean erasotzean, pausagunean dagoen elektroiak Ef = hn energia fotoia xurgatzen du, n uhineko frekuentzia eta "h" Planck-en konstantea izanik.
- W azalera metalikotik elektroia ateratzeko beharrezko energia bada, honek bertatik ihes egingo luke Ec = hn - W energia zinetikoarekin.
Era honetan, eragin fotoelektrikoaren propietateak behar bezala azaltzen dira.
- Lorturiko gehieneko energia zinetikoa, erradiazio erasotzailearen maiztasunaren araberakoa da soilik, baino ez bere intentsitatearen araberakoa. Aldiz, igorritako elektroi kopurua, fotoi erasotzaileen kopuruaren funtzioa da (hau da, erradiazioaren intentsitatearena).
- Elektroi-igortzea bat-batekoa da, fotoi-elektroi energia transferentzia bezala.
Gainera, Einsteinek, eragin fotoelektrikoa gertatzeko erradiazioaren frekuentziako atalase balioa gainditzea beharrezkoa dela ezarri zuen, bere intentsitatea edozein izanda ere:
Compton eragina
Compton eragina, fenomeno bat da zeinen eraginaren bitartez hainbat azalengan erasotzen duen erradiazio elektromagnetikoa sarrerakoa baino handiagoa den uhin luzera handiagoarekin ateratzen baita.
Fenomeno hau, Arthur Holly Compton (1892-1962) fisikari estatubatuarrak "X" izpiak barreiatzeari buruz eginiko ikerketen zehar ikusitakoa, mekanika kuantikoaren printzipiotatik abiatuta soilik azal daitezke. Horrela, erradiazio magnetikoa fotoiak izeneko energia kopuruengatik osatuta dagoela kontsideratzen bada, materiarekin duen elkarreraginean fotoi hauen hein bat xurga daiteke. Kasu horretan, erradiazioaren energia globala gutxitu egingo litzateke, eta bere frekuentzia ere bai, horrela uhinaren luzera handiagotuz.
Compton uhinaren luzera
Compton eragina, Planck eta Einsteinek energia elektromagnetikoari buruz eskainitako marko teorikoaren barnean zenbatu daiteke. Erradiazio honen (fotoiak) kopuruen masa Ef = hn, dela kontuan izanik, Ef = 
w bezala ere idatz daitekeena, = h / 2p, fotoi bakoitzaren momentu lineala ondorengo formulak definitzen du:
Momentu lineala eta energiaren kontserbatze legeen bitartez, elkarreraginean fotoiaren sarrera eta irteerako uhinen luzeren arteko diferentzia, ondorengo formulak adierazten du:
Eragin fotoelektrikoaren aplikazioak
Eragin fotoelektrikoa zientzia eta teknikaren eremu ugaritan aprobetxatzen da. Fotodiodoak eta fotobiderkatzaile izeneko gailuek, zein printzipio honetan oinarritzen baitira, industria produktuetako kontrola, fax bidezko transmisioak, telebistako tutuak ala irudi-anplifikadoreena bezalako prozesuetan parte hartzen dute. Eragin honetako aplikazio ezagunen artean, presentzia antzemateko erabilitako zelula fotoelektrikoak eta eguzki energiaren ekipo fotovoltaikoetarako aipa daitezke.
Eguzki panelak
Eguzki energia, zuzenean elektrizitate bilakatu daiteke eragin fotoelektrikoan oinarrituriko gailu fotovoltaikoen bitartez. Eguzki baterietan taldekatutako gailu hauen serieengan eguzki argiak erasotzean, elektroi askeak igortzen dituzte, zeinek teknika modernoen bitartez kilowatt bat baino gehiagoko energia elektrikoa sortu dezaketenak.
Compton eraginaren garrantzia
Mekanika kuantikoak Compton eraginari buruz ematen duen azalpenak, bere teoriaren balioari buruzko froga esperimentaletako hoberena eskaintzen du. Fenomeno honek, erradiazio elektromagnetikoaren erradiazioko uhin eta partikularen ilustrazio zehatza eskaintzen du.
Arthur Compton (1892-1962), fisikari estatubatuarra, 1927ko fisikako Nobel saria lortu zuen, materiaren elektroiekin talka egin zutenean "X" izpien uhin luzerako aldaketa fenomenoaren deskribapen eta azalpenarengatik; hau zientzian Compton eragina izenarekin ezagutzen da.