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Effet photoelectrique UNIVERSITÉ HASSAN II DE CASABLANCA --------- Faculté des Sciences A? n Chock ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ------- ? ? ? ? ? ? ? ? Cours de PHYSIQUE ATOMIQUE E ?et photoélectrique FILERE Master Pro ERSE Pr A BOULEZHAR Année univers

UNIVERSITÉ HASSAN II DE CASABLANCA --------- Faculté des Sciences A? n Chock ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ------- ? ? ? ? ? ? ? ? Cours de PHYSIQUE ATOMIQUE E ?et photoélectrique FILERE Master Pro ERSE Pr A BOULEZHAR Année universitaire Physique Atomique CRappel sur les ondes électromagnétiques CEFFET PHOTOÉLECTRIQUE Introduction On appelle e ?et photoélectrique l ? émission d ? électron de la surface d ? un métal sous l ? action d ? une lumière ultra violette ou visible Les électrons émis s ? appellent des photoélectrons L ? e ?et photoélectrique a été découvert expérimentalement par Hertz en sur du Zinc Ensuite Il a été étudié systématiquement par Lenard La physique classique électromagnétisme avait échoué dans son explication Il fût interprété correctement par Einstein en moyennant l ? idée de la quanti ?cation de la lumière en termes de photons lumière aussi atomisée ? en petits morceaux assimilables à des particules Description expérimentale Ca Montage expérimental L ? irradiation par de la lumière UV d ? un métal non chargé initialement provoque l ? écartement des deux lames ceci ne peut être expliqué que par l ? extraction de charges électriques hors du métal par de la lumière en vertu de la conservation de la charge totale Les charges ainsi émises sont des électrons CMesures et observations CVariations de la caractéristique I V L ? étude quantitative de cet e ?et conduit aux observations suivantes La caractéristique courant-tension I V démarre linéairement pour une tension Vo négative L ? intensité sature à une valeur Isat pour les grandes valeurs de la ddp appliquée La valeur de Isat est proportionnelle à l ? intensité lumineuse En revanche la contre - tension Vo ne dépend pas de cette dernière L ? e ?et photoélectrique n ? est observé qu ? à partir d ? une fréquence n minimale de la lumière agissante appelée fréquence seuil CN B chaque matériau possède une fréquence seuil La contre - tension varie linéairement avec la fréquence Plus précisément -Vo est une fonction linéaire croissante de n ?? ns qui s ? annule en n ns Vo k n ?? ns On observe que la pente de la droite ne dépend pas des conditions de l ? expérience en particulier du matériau de la photocathode Chaque matériau se caractérise par un potentiel d ? extraction Ws sortie di ?érent CInterprétation a Avant d ? interpréter l ? e ?et il convient de préciser la situation d ? un électron dans un métal Très nombreux ces électrons dits de conduction forment une sorte de uide appelé gaz de Fermi Construire un métal avec ces électrons c ? est donc empiler ? ces derniers dans di ?érents états constituant la mer de Fermi La surface de la mer est située à une énergie appelée énergie de Fermi notée eF On appelle travail de sortie Ws l ? énergie minimale à fournir pour extraire un