Question Effet photo electrique

[Jeanthon]

Bonsoir, j'ai du mal à comprendre l'effet photoelectrique :

Ma question de TP est la suivante :

"Qu'est ce qui favorise la decharge dans un gaz rarefié et pourquoi?
Pourquoi le vide poussé est-il important??

La meme question a deja été posé sur le forum il y a quelques années mais les reponses ne m'ont pas convaincu.

A ce que j'ai compris, lorsqu'on eclaire un materiau avec une longueur d'onde suffisamment energetique, l'energie du photon est transmise à un electron sous forme d'energie cinetique, ce qui a pour effet l'ejection de l'electron.

Pour ce qui est de la decharge j'imagine qu'on parle d'un dispositif anode cathode, lorsque la difference de potentiel est suffisamment grande, une decharge electrique a lieu, ce qui a pour effet d'egaliser les potentiels. OK

Alors pour favoriser la decharge j'imagine qu'on eclaire la cathode, ce qui a pour effet de lui arracher des electrons, donc de lui ajouter des charges positives. Ainsi nous augmentons la difference de potentiel.

Si on eclaire l'anode, on obtient l'inverse, soit un egalisation des potentiels.

Pour ce qui est du vide poussé....

Je vois pas trop, j'imagine que la decharge est facilité par l'abscence d'obstacle mais je vois pas pourquoi c'est si important.
Est-ce pour eviter les interactions gaz-cathode/anode afin d'apprecier correctement l'influence de l'eclairage?

Voila, merci de m'indiquer si le resonnement est correct
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[LPFR]

Bonjour.
La décharge dans un gaz raréfié n'a pas besoin d'effet photoélectrique. Elle se fait aussi dans le noir, même si son établissement peut être un peu plus lent.
Il ne faut surtout pas de vide poussé, si le vide est trop bon, les électrons sont accélérés jusqu'à l'anode sans rencontrer d'autres molécules ou atomes et il n'y a pas de réaction en chaine. Il ne faut pas que la pression soit trop grande. Il faut que la pression soit telle que l'électron, entre deux chocs successifs avec des molécules, augmente son énergie cinétique au dessus de l'énergie d'ionisation des molécules.
La pression pour que la décharge s'établisse est de l'ordre de 0,1 à 100 Pascals, suivant la tension et la distance entre électrodes. La lumière n'est pas nécessaire. Il y a toujours des électrons libres qui traient dans le gaz.
Au revoir.

[Jeanthon]

Bonjour LPFR,

Merci pour votre réponse mais c'est de l'effet photoélectrique que je dois traiter, et pas de la décharge en elle même.

[LPFR]

Bonjour.
Ce n'est pas cela qui ressort de votre question.
L'effet photoélectrique n'a rien à voir avec les décharges dans les gaz.
Si c'est l'effet photoélectrique qui vous intéresse, je vous conseille de lire la page de wikipedia en anglais (la page en français met l'effet photovoltaïque et la photoconduction dans l'effet photoélectrique, ce qui est une imbécilité).
Puis, dites nous ce que vous n'avez pas compris ou qui vous pose des problèmes.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Jeanthon]

Vous avez raison, j'aurai du ajouter la chose suivante à ma question :

On dispose de deux plaques metalliques auquelles on applique une tension jusqu'a une tension maximale au dela de laquelle il y a decharge.
Ensuite, on eclaire avec une lumiere UV la plaque chargée positivement, et on constante que la decharge se produit pour une tension appliquée plus faible que precedemment.

Je repose maintenant la question initiale :
"Qu'est ce qui favorise la decharge dans un gaz rarefié et pourquoi?
Pourquoi le vide poussé est-il important??

J'ai dejas lu pas mal d'articles au sujet de l'effet photoelectrique.
Je voudrai maitenant savoir si l'interpretation que je donne dans mon premier message est la bonne

[LPFR]

Re.
Si vous éclairez la plaque positive il ne se passe rien. Les électrons arrachés à la plaque reviennent attirés par le champ.
Si vous éclairez la plaque négative, la décharge se produira plus facilement car il y aura plus d'électrons libres pour amorcer l'avalanche.
Relisez mon message. Ce qui compte est l'énergie acquise par les électrons entre deux chocs successifs.
Donc, comme je vous ai déjà dit, et que vous avez ignoré, il ne faut surtout pas du vide poussé. Il faut du "petit" vide. Un vide primaire et même pas un vide secondaire.
Et non, toute cette partie de votre interpretaion:

Pour ce qui est de la decharge j'imagine qu'on parle d'un dispositif anode cathode, lorsque la difference de potentiel est suffisamment grande, une decharge electrique a lieu, ce qui a pour effet d'egaliser les potentiels. OK

Alors pour favoriser la decharge j'imagine qu'on eclaire la cathode, ce qui a pour effet de lui arracher des electrons, donc de lui ajouter des charges positives. Ainsi nous augmentons la difference de potentiel.

Si on eclaire l'anode, on obtient l'inverse, soit un egalisation des potentiels.

Pour ce qui est du vide poussé....

Je vois pas trop, j'imagine que la decharge est facilité par l'abscence d'obstacle mais je vois pas pourquoi c'est si important.
Est-ce pour eviter les interactions gaz-cathode/anode afin d'apprecier correctement l'influence de l'eclairage?

est mauvaise.
A+

[Jeanthon]

Pardonnez ma reponse tardive, j'attendait d'avoir la correction du TP.

Il n'a rien trouvé a redire dans l'ensemble sur l'interpretation que j'ai donné.

Je lui ai parlé de l'histoire des electrons libres pour amorcer l'avalanche, il n'a pas eu l'air convaincu et ne voyait pas ou je voulait en venir.
Je ne vois pas pourquoi les electrons deviendrait libre. Soit l'energie lumineuse est assez importante et ils sont ejectés du materiaux, soit elle ne l'est pas et ils n'absorbent pas l'energie du photon. (enfin c'est ce qu'on ma expliqué).

Lorsqu'ils sont ejectés de la cathode, soit leurs energie cinetique est suffisante et ils atteignent l'anode, soit elle ne l'est pas et il retournent à la cathode. Peut etre est ce dans ce cas qu'ils deviennent libre??

Je ne doute pas de vos explication, mais comme j'ai deux interprétations qui (me semblent) sont contradictoires, j'aimerai des éclaircissements

Donc, comme je vous ai déjà dit, et que vous avez ignoré
A+

.....

Je n'ai rien ignoré LPFR, j'ai l'habitude de lire vos messages avec attention, seulement comme je vous ai dit, nous ne parlions pas tout a fait de la meme chose au debut.

[LPFR]

...
Je lui ai parlé de l'histoire des electrons libres pour amorcer l'avalanche, il n'a pas eu l'air convaincu et ne voyait pas ou je voulait en venir.
Je ne vois pas pourquoi les electrons deviendrait libre. Soit l'energie lumineuse est assez importante et ils sont ejectés du materiaux, soit elle ne l'est pas et ils n'absorbent pas l'energie du photon. (enfin c'est ce qu'on ma expliqué).

Lorsqu'ils sont ejectés de la cathode, soit leurs energie cinetique est suffisante et ils atteignent l'anode, soit elle ne l'est pas et il retournent à la cathode. Peut etre est ce dans ce cas qu'ils deviennent libre??
...

Bonjour.
Je suis d'accord avec Coussin: il ne faut pas trop tenir compte des messages de Xoxopixo.
Il a surement de la bonne volonté, beaucoup plus que des connaissances en physique.

Pour ce qui est des explications que je vous ai données à propos des décharges dans le (petit) vide, elles sont correctes. Si votre prof n'est pas d'accord, tant pis pour lui. On ne peut pas non plus demander à tout le monde de tout savoir.

Il y a des électrons libres du fait que même si le niveau d'énergie d'un électron libre est plus grand que celui d'un électron lié, à des températures supérieures à 0 K, il y a toujours une probabilité non nulle pour que des états d'énergie supérieure soient occupés.
Un électron extrait par l'effet photoélectrique est libre. Et il n'a pas besoin d'énergie pour atteindre quoi que ce soit. D'autant plus qu'il a un champ électrique qui l'attire vers l'anode (dans votre manip). Il ne faut pas confondre avec la mesure de l'effet photoélectrique, dans laquelle une cathode repousse les électrons pour mesurer l'énergie maximum des électrons éjectés.
Au revoir.

[Jeanthon]

Ok je vois. J'avais effectivement tendance à melanger un peut la decharge dans le condensateur, et la mesure de l'effet photoelectrique.

Merci bien!

#### supprimé : sans objet depuis que la discussion a été nettoyée.

Hier quelqu'un me demande pourquoi certain objets coulent, et d'autre flottent. Je lui repond grace à la force d'Archimede, mais ca n'est pas tres satisfaisant pour la comprehension. Je lui fait alors un petit dessin pour lui faire visualiser la difference de pression s'exercant entre le haut et le bas de l'objet, et par "somme des forces = ma" on arrive à la loi d'Euler. C'est deja bien plus intéressant que "poid du volume d'eau deplacé" ou on ne comprend pas vraiment pourquoi.
Aurai-je du aller encore plus loin? lui expliquer les effets atomistiques, electroniques? Ca l'aurait completement perdu, il n'a pas les notions de bases nécessaires. Chaque chose en sont temps.

Morale : on adapte ses reponses

[vaincent]

Morale : on adapte ses reponses

Tout à fait et on parle de ce que l'on connait. La pire des ignorance est lorsque l'on croit savoir et que ce n'est pas le cas. Mais puisque pas mal de personnes du forum on fait remarquer à xoxopixo qu'il racontait n'importe quoi, j'èspère que ça va le faire avancer et qu'il va étudier beaucoup plus profondément la physique avant de se permettre d'en parler ici.

[JPL]

Un gros nettoyage a été fait. Merci de poursuivre cette discussion de manière rigoureuse.