التأثير الكهروضوئي

يسقط الفوتون على الكترون داخلي (مدار K أو L) حيث يمتص كلياً بينما يغادر الإلكترون مداره بطاقة معينة. ولتفسير ما يحدث دعنا نفترض أن الإلكترون يدور حول النواة بتردد قدره (v₀) فإذا أثر عليه مصدر للطاقة فإن الطاقة الممتصة بواسطة النظام تبلغ قيمتها العظمى عندما يساوي تردد الطاقة تردد الإلكترون. فإذا كانت طاقة الفوتون هي _γE حيث  = _γE فإنه كي يحدث امتصاص للفوتون بواسطة الإلكترون فإن v تساوي v₀. وهكذا يمتص الفوتون كلياً وتنتقل الطاقة إلى الإلكترون (أنظر الشكل 1) والذرة. وبتطبيق قانوني حفظ الطاقة وكمية الحركة نجد أن:

حيث P_a هي كمية حركة الذرة، P_e هي كمية حركة الالكترون، P_e هي كمية حركة الفوتون وأن:

(1)     .............

حيث E_B.E هي طاقة ترابط الإلكترون في مداره.

T_a، T_e هما طاقتي حركة الإلكترون والذرة على الترتيب.

وحيث أن كتلة الذرة لا نهائية بالنسبة للإلكترون (مجموع كتلة الإلكترونات والنواة) فإن T_a يمكن إهمالها. وينتج أن:

(2)     ........

وعندما يغادر الإلكترون ذرته فإنه يترك مكانه فراغاً. وبالتالي تثار الذرة. وعندما تعود إلى حالة الاستقرار فإنها تطلق أشعة X المميزة أو الكترونات أوجر .

ومن الجدير بالذكر أن هذا التفاعل يحدث عندما .Mev 0.5 ≥ _γE ويتناسب مع العدد الذري للمادة الممتصة (Z). وفي الحقيقة يتناسب احتمال التفاعل (_phσ) مع Z ، E  حسب العلاقة:

وبالتالي يزداد التأثير الكهروضوئي كلما زادت Z للمادة وتستخدم هذه الحقيقة في بناء كاشفات الوميض حيث تستخدم مواد ذات عدد ذري كبير كي يزداد احتمال الامتصاص الكلي للإشعاع في البلورة.

مواضيع ذات صلة

انعطاف صغير عند النجوم

ما الحرارة في الاندماج النووي

التسخين بالحقن بذرات متعادلة

الاندماج النووي في المختبر

Broken symmetries

Antimatter

Nuclear forces

د. سميرة موسى علي، الإبداع في الفيزياء النووية

داخل النواة

أجهزة الإنذار الشخصية: عدادات الشارة

أجهزة الإنذار الشخصية: العدادات الجيبية

أجهزة الإنذار الشخصية Personnel Monitoring