Fotosel lamba ve Fotoelektrik akım

• Havası boşaltılmış cam lamba içine ışığın girebilmesi için bir kısmı boş bırakılarak alkali metal sürülür. Sodyum, lityum, sezyum ve potasyum gibi alkali metallerden görünür ışık elektron sökebilir. Lamba içine giren ışık demeti alkali metalden elektron söker. Sökülen elektronların bir kısmı lambanın anoduna ulaşır, bir kısmı ulaşamaz.
• Sökülen fotoelektronların anoda ulaşması ile akımölçerin ibresinde sapma meydana gelir. Bu bize devreden akım geçtiğini gösterir.
• Fotoelektronların oluşturduğu bu akıma fotoelektrik akım denir.

• Devrede üreteç yokken metal yüzeye düşen ışık elektron sökmüş ve akım oluşturulmuştur. Bu akıma İo diyelim.
• Metal yüzeye düşen her foton sadece bir elektron sökebilir. Işık demeti içindeki foton sayısı ışık akısıyla doğru orantılıdır.

• İo akımı birim zamanda anoda çarpan elektron sayısıdır.

İo akımını arttırmak için,

• Kotada düşen ışık akısı (foton sayısı) arttırılmalıdır.
• Anodun yüzey alanı arttırılmalıdır.
• Anot katot arası uzaklık azaltılmalıdır.
• Gelen fotonun enerjisi (frekansı) arttırılmalıdır.
• Daha düşük eşik enerjili metal kullanılarak, kopan fotoelektronların kinetik enerjilerinin artması sağlanmalıdır.
• Bir fotosel lambaya aşağıdaki gibi fotoelektrik akımı arttıracak yönde bir üreteç bağlarsak katottan sökülerek anota ulaşamayan elektronların anota ulaşmasını sağlayabiliriz.
• Bu durumda fotoelektrik akım artar.

• Işık akısı sabit kalacak biçimde anot ile katot arasındaki potansiyel fark yavaş yavaş attırıldığında devreden geçen akım artar ancak potansiyel farkın belli bir değerinde akım sabit bir değer alır. Potansiyel fark ne kadar artsa da akım bu maksimum değerinde kalır. Çünkü sökülen bütün fotoelektronlar anota ulaşmıştır. Gerilimin bu değerine doyma gerilimi denir.

• Bu durumda elektronlar koptukları levhaya doğru itilirler.
• Sökülen fotoelektronların bir kısmı karşı kuvvete rağmen diğer levhaya ulaşırlar ve akım değeri hemen sıfır olmaz. Negatif potansiyel farkını arttırmaya başlarsak bir süre sonra akım kesilir, sökülen elektronların hiçbiri karşı levhaya ulaşamaz. Fotoelektrik akımı sıfırlayan gerilimin bu değerine kesme gerilimi adı verilir.
• Bir fotoelektrik olayda katottan sökülen fotoelektronların sahip olduğu maksimum kinetik enerji ne kadar büyükse kesme gerilimi (Vk) o kadar büyük olur.