Fysik och kemi - Vetamix

Laborationer: Solpaneler och fotoelektrisk effekt

  • 40 s
  • tillsvidare

Har du någon gång funderat på hur en solpanel fungerar? I den här laborationen bekantar vi oss med den fotoelektriska effekten - ett av startskotten till det som vi idag kallar för modern fysik. Redan i slutet av 1800-talet hade man upptäckt att om man belyser en lämplig metallplatta med elektromagnetisk strålning i UV- och/eller det synliga våglängdsområdet så kunde man åstadkomma en elektrisk ström. Fenomenet – som kallas fotoelektrisk effekt -var intressant men man kunde inte med hjälp av klassisk fysik förklara det som skedde.

År 1905 presenterade Albert Einstein en förklaring på fenomenet. Einsteins förklaring var drastisk. Han menade att det enda sättet att förklara det man sett i laboratoriet var att tänka sig att den elektromagnetiska strålningen inte fortskrider som en vågrörelse utan som diskreta energipaket. Han sa alltså att energin är kvantiserad – energin förekommer bara i vissa storlekar. Dessa energipaket kallas för fotoner. Man kan säga att en foton är en ”ljuspartikel”. Fotonens energi, E, bestäms av den elektromagnetiska strålningens frekvens enligt uttrycket

E = hf

där f är frekvensen och h en naturkonstant som kallas Plancks konstant (efter Max Planck som teoretiskt hade infört fotonen redan tidigare).

Einstein menade att en del av fotonens energi går åt till att slita loss en elektron från metallytan. Fotonens resterande energi omvandlas till kinetisk energi hos elektronen. Elektronen som på detta sätt slitits loss åker alltså iväg med en hastighet. Laddade partiklar i rörelse kallas för elektrisk ström. Det har alltså uppstått en elektrisk ström.

Om frekvensen är för låg räcker inte fotonens energi till att slita loss en elektron – då händer ingenting.

Fotoelektriska effekten förklarar hur solcellerna eller solpanelerna fungerar.

Albert Einstein tilldelades Nobelpriset i fysik för sin förklaring av den fotoelektriska effekten.

Tilläggsuppgifter

Bild 16:9

TV-sändningens ljudspår svenska stereo

Kan ses utomlands

Sändningar

Visa tilläggsuppgifterDölj tilläggsuppgifter

Avsnitt

Inga avsnitt tillgängliga just nu

Inga kommande avsnitt

Klipp

Fysik och kemi - Vetamix

Videomaterial för undervisning i fysik och kemi.

Titta också