Differenza tra effetto fotoelettrico ed effetto fotovoltaico

Differenza principale - Effetto fotoelettrico vs Effetto fotovoltaico

I due concetti Effetto fotoelettrico e Effetto fotovoltaico spiegano come le sostanze reagiscono all'esposizione alla luce. L'effetto fotoelettrico descrive l'emissione di elettroni dalla superficie di una sostanza in risposta alla luce incidente. I metalli spesso mostrano questa proprietà. L'effetto fotovoltaico è il processo in cui due materiali dissimili a stretto contatto producono una tensione elettrica quando colpiti dalla luce. La principale differenza tra effetto fotoelettrico ed effetto fotovoltaico è questa gli elettroni nell'effetto fotoelettrico vengono emessi nello spazio aperto mentre gli elettroni nell'effetto fotovoltaico immettono un materiale diverso.

Aree chiave coperte

1. Cos'è l'effetto fotoelettrico
      - Definizione, spiegazione dell'effetto
2. Cos'è l'effetto fotovoltaico
      - Definizione, spiegazione dell'effetto
3. Qual è la differenza tra effetto fotoelettrico ed effetto fotovoltaico
      - Confronto tra le principali differenze

Termini chiave: Energia di legame di elettroni, elettroni, emissione, luce incidente, foto-corrente, fotoelettroni, effetto fotoelettrico, fotone, effetto fotovoltaico

Cos'è l'effetto fotoelettrico

L'effetto fotoelettrico è l'emissione di elettroni dalla superficie di una sostanza in risposta alla luce incidente. Luce incidente è il raggio di luce che colpisce una superficie. Questo si verifica sulle superfici metalliche. L'energia della luce viene assorbita dagli elettroni nel metallo e questi elettroni vengono emessi. Ma l'energia della luce dovrebbe essere esattamente uguale all'energia richiesta affinché questi elettroni vengano emessi in questo modo.

Figura 1: Effetto fotoelettrico

Gli elettroni emessi sono noti come foto-elettroni. L'energia della luce emessa è indipendente dall'energia della luce incidente. La luce incidente trasporta energia sotto forma di fotoni. L'energia dei fotoni è direttamente proporzionale alla frequenza della luce. Se questa energia è sufficiente per un elettrone nella superficie per superare l'energia di legame degli elettroni, viene espulsa. Se l'energia non è superiore all'energia di legame degli elettroni, allora l'elettrone non può scappare. Quindi l'eiezione di elettroni dipende dalla quantità di energia trasportata da un fotone.

L'energia assorbita viene utilizzata per rilasciare l'energia dalla superficie superando l'energia di legame degli elettroni e il resto viene utilizzato per aumentare l'energia cinetica dell'elettrone. Quindi, l'elettrone può essere rilasciato come una particella libera.

Cos'è l'effetto fotovoltaico

L'effetto fotovoltaico è il processo in cui due materiali dissimili a stretto contatto producono una tensione elettrica quando colpiti dalla luce. Ciò si traduce nella creazione di una tensione e una corrente elettrica nel materiale. La corrente prodotta è conosciuta come foto-corrente. Qui, un'espulsione di elettroni non sta per accadere. Gli elettroni assorbono energia, ma sono trattenuti nella sostanza. Questo effetto può essere osservato nei semiconduttori.

Figura 2: il pannello solare fotovoltaico è un'applicazione di effetto fotovoltaico

Quando gli elettroni assorbono energia, ottengono uno stato eccitato. I fotoni della luce incidente dovrebbero avere abbastanza energia per superare la barriera potenziale per l'eccitazione degli elettroni. Quindi gli elettroni diventano liberi. Questi elettroni liberi possono attraversare la barriera tra due cristalli di sostanze dissimili. Quando una carica negativa viene data a un'estremità della sostanza, una corrente elettrica sarà prodotta dal movimento dell'elettrone lontano dall'estremità caricata negativamente.

Differenza tra effetto fotoelettrico ed effetto fotovoltaico

Definizione

Effetto fotoelettrico: L'effetto fotoelettrico è l'emissione di elettroni dalla superficie di una sostanza in risposta alla luce incidente.

Effetto fotovoltaico: L'effetto fotovoltaico è il processo in cui due materiali dissimili a stretto contatto producono una tensione elettrica quando colpiti dalla luce.

Emissione di elettroni

Effetto fotoelettrico: Gli elettroni sono emessi nell'effetto fotoelettrico.

Effetto fotovoltaico: Gli elettroni non sono emessi nell'effetto fotovoltaico.

Corrente elettrica

Effetto fotoelettrico: Una corrente elettrica non viene generata nell'effetto fotoelettrico.

Effetto fotovoltaico: Una corrente elettrica viene generata nell'effetto fotovoltaico.

Energia richiesta

Effetto fotoelettrico:  L'effetto fotoelettrico si verifica quando l'energia fornita dai fotoni è sufficiente per superare l'energia di legame degli elettroni.

Effetto fotovoltaico: L'effetto fotovoltaico si verifica quando l'energia fornita dai fotoni è sufficiente per superare la barriera potenziale di eccitazione.

Conclusione

L'effetto fotoelettrico è l'emissione di elettroni da una superficie metallica quando esposti alla luce. L'effetto fotovoltaico è la generazione di una corrente elettrica in una sostanza esposta alla luce. La principale differenza tra effetto fotoelettrico ed effetto fotovoltaico è che nell'effetto fotoelettrico gli elettroni vengono emessi per lo spazio aperto mentre nell'effetto fotovoltaico gli elettroni entrano in un altro materiale.

Riferimento:

1. "Effetto fotovoltaico". Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 10 aprile 2008, disponibile qui.
2. PhysLink.com, Anton Skorucak. Qual è l'effetto fotoelettrico ?, disponibile qui.
3. "Effetto fotoelettrico." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 17 nov. 2017, disponibile qui.

Cortesia dell'immagine:

1. "Effetto fotoelettrico" (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "2392184" (dominio pubblico) tramite Pixabay