Chapitre 25 : Décrire La Lumière Par Un Flux De Photons Flashcards
Qu’est-ce qu’un photon ?
C’est une particule élémentaire associée aux ondes électromagnétiques.
Il n’a pas de masse ni de charge électrique.
Dans le vide, sa vitesse est égale à la vitesse de la lumière : environ c=3,00*10^8 m.s-1
Quelle est l’énergie d’un photon ?
E_photon=h * ν=h * c/λ
Avec h la constante de Planck, ν la fréquence de l’onde électromagnétique en Hz (s-1), λ la longueur d’onde et c la célérité de la lumière dans le vide (environ 3,00*10^8 m.s-1)
Qu’est-ce que l’effet photoélectrique ?
L’effet photo électrique et l’émission d’électrons par un matériau sous l’effet d’un rayonnement électromagnétique.
Ce phénomène ne peut se produire que si la fréquence ν du rayonnement est supérieur à une fréquence seuil ν_s. La fréquence seuil dépend de la nature du matériau étudié.
Ce phénomène est dû à la transmission de l’énergie d’un des photons du rayonnement vers un des électrons du matériau.
Quel est le bilan énergétique après que l’effet photoélectrique ai eu lieu ?
E_photon = W_ext + E_c_max
Avec W_ext le travail d’extraction (quantité d’énergie nécessaire pour détacher l’électron) en J, et E_c_max l’énergie cinétique acquise par l’électron au moment où il se détache (en J)
Comment calculer la fréquence seuil ν_s ?
ν_s=W_ext/h, avec W_ext le travail d’extraction (quantité d’énergie nécessaire pour détacher l’électron) en J et h la constante de Planck.
Qu’est-ce qu’une cellule photoélectrique (= un photorécepteur) ?
C’est un dispositif qui engendre un courant électrique sous l’effet de la lumière. Il est utilisé pour mesurer l’intensité lumineuse d’une source, ou comme capteur de lumière.
Comment est constitué une cellule photoélectrique ?
Une cellule photo électrique est constitué de deux électrodes (cathode et anode) enfermé dans une ampoule sous vide.
L’anode est reliée au pôle positif d’un générateur et la cathode est reliée au pôle négatif. Un champ électrique E s’établit de l’anode vers la cathode.
Puisque le vide est isolant, l’intensité du courant électrique qui circule dans le circuit est nulle en absence de lumière .
Lorsqu’on soumets la cathode à un faisceau lumineux de fréquence supérieure à la fréquence seuil du métal, elles émet les électrons de charge -e qui subissent la force électrique f=-e*E.
Ils sont alors accélérés de la cathode vers l’anode, où ils sont captés, puis il parcourt le circuit et rejoigne la cathode, créant ainsi un courant électrique.
Qu’est-ce qu’une cellule photovoltaïque et quel est son rendement ?
Une cellule photovoltaïque est une cellule photoélectrique particulière. Sous l’effet de la lumière, une tension électrique apparaît entre ses faces : elle est un générateur.
Son rendement est η=P_électrique/P_lumineuse=E_électrique/E_lumineuse
Qu’est-ce qu’une diode électroluminescente (DEL) ?
Une DEL est un dipôle dans lequel s’opère une conversion inverse de celle qui a lieu dans une cellule photovoltaïque : le passage du courant électrique dans la structure semi conductrice d’une DEL entraîne l’émission de photons. La fréquence de la lumière émise, et de ce fait, la couleur de la lumière, dépend de la nature du semi conducteur.
