فتوالکتریک یک پدیدهی فیزیکی است که به ایجاد یا تولید جریان الکتریکی در مایعات یا موادی که به نوری درآمدهاند اطلاق میشود. به اصطلاح، فتوالکتریک به تولید جریان الکتریکی از طریق فتونهای نوری میگویند. این اثر در ساخت پنل های خورشیدی کاربرد دارد.
در واقع، فتونهای نور در مایع، مانند اب، اجزایی که به نظر میرسد ثابت هستند؛ اما در واقع، قسمتی از این اجزا با قطب الکتریکی مایع و اینترفیسها به صورت برانگیختگی حول محورالکتریکی میچرخند. این برانگیختگیها باعث انتشار الکترنهای آزاد در مایع شده و این الکترنها به عنوان جریان فتوالکتریک مشاهده میشوند.
از فتوالکتریک برای ساخت دستگاههایی استفاده میشود که برای تشخیص و اندازهگیری نور استفاده میشوند، همچنین در صنایع نظیر الکترونیک، نظامی و پزشکی هم کاربرد دارد. به عنوان مثال، در صنایع الکترونیکی، فتوالکتریک جزء تراشههای الکترونیکی استفاده میشود، در نظامی، برای محافظت در برابر نوری خطرناک که میتواند باعث بیش از حد انرژی در برابر نیروهای نظامی شود، و در پزشکی برای تشخیص و تصویربرداری مانند ازمایشهای سی تی اسکن و رادیوگرافی استفاده میشود.
بعلاوه، فتوالکتریک یکی از مبادلات انرژی پایدار و پاک محسوب میشود زیرا برای تولید جریان الکتریکی از نور، به دیگر مواد و منابع بیشتری نیاز نداریم و نیازی به سوخت فسیلی نداریم. لذا، فتوالکتریک به عنوان یک تکنولوژی پایدار محسوب میشود که میتواند در حفاظت از محیط زیست و پایداری انرژی موثر باشد.
نوبل فیزیک آلبرت اینشتین و اثر فتوالکتریک
نوبل آلبرت انیشتین به دلیل کشف اثر فوتوالکتریک به عنوان یکی از پدیدههای مهم و مبنایی در فیزیک کوانتومی در سال ۱۹۲۱ جایزه نوبل فیزیک را به طور مشترک با ویلیام براگ (William Henry Bragg) دریافت کرد.
نوبل در مورد فوتوالکتریک گفته است که «من فوتوالکتریک یا دو پدیده جداگانه که با هم یکسان نامیده میشوند و همان ماده، وجودشان را مرتبط با یکدیگر میدانستم، بررسی کردم. با بررسی این پدیدهها، میتوان به دانش و سلیقهی برجستهی فیزیکدانان و همچنین به مهارت تجربی ادامه داد اینکه باعث شد یک قابلیت نامطلوب برای پراکندگی اشعههای رنگی را که برای تولید کاغذ رنگی مورد نیاز بود، شناسایی کنم».
به بیان دیگر، نوبل انیشتین با کشف اثر فوتوالکتریک، از مخاطبانش خواست تا به این موضوع فکر کنند که گفته شده آنها باید بخشی از تشکیلات جدید فیزیک شوند و چندین سال بعد، اثر فوتوالکتریک به عنوان یکی از پایههای فیزیک کوانتومی شناخته شد.
اهمیت این کشف نوبل انیشتین این بود که اولین بار که نشان داده شد که نور میتواند تولید جریان الکتریکی در ماده، یعنی دادن انرژی الکترونی به ماده و تبدیل آن به جریان الکتریکی، منجر به پدیدهی جدید و مهمی میشود. این کشف رویکرد جدیدی را در رابطه با رفتار نور و جریان الکتریکی در ماده و همچنین نحوه کارکرد دستگاههای خورشیدی به دنبال داشت.