Test de compréhension du cours : l'effet photoélectrique

D’un point de vue classique, non, car on savait que la matière contient des électrons. En fournissant de l’énergie par le rayonnement électromagnétique reçu, il était classiquement concevable que les électrons captent cette énergie pour leur permettre de sortir de la matière dans le vide de l’ampoule, pour aller rejoindre l’électrode collectrice, et ainsi mesurer un courant.

La théorie classique prévoit que dès qu’on apporte de l’énergie, un courant doit être mesuré. En pratique ce n’est pas toujours le cas : il faut que le rayonnement ait une fréquence suffisante pour qu’il y ait un courant. En dessous d’une fréquence seuil, vous avez beau envoyer un rayonnement lumineux, aucun courant n’est détecté, même si vous augmentez la puissance de ce rayonnement.

Une puissance est une énergie par unité de temps. Plus l’apport d’énergie incidente est grand par unité de temps, plus il y aura d’électrons qui pourront sortir par unité de temps, et plus le courant, qui est un nombre de charge par unité de temps, grandira.

la densité de courant j (courant par unité de surface perpendiculaire à la direction du courant) peut s’écrire comme : où ρ est la concentration de charges par unité de volume et V la vitesse des particules. En augmentant la fréquence, on augmente l’énergie captée par un électron dans la matière. Donc l’électron se retrouve dans le vide de l’ampoule avec une énergie cinétique qui grandit avec la fréquence, donc avec une vitesse plus grande, et donc le courant sera plus grand.