Фотоэлектрический эффект и его законы, Законы фотоэффекта
Гипотеза Планка объяснила многие явления: в частности, явление фотоэффекта, открытого и г. Можно сделать вывод, что учение о свете вернулось к представлениям о световых частицах — корпускулах. Помощь студентам Справочник Физика Квантовая физика Фотоэффект. Актино-электрические исследовaния рус. Деление тяжелых ядер.
При наличии напряжения меньше, чем — U з , происходит прекращение фототока. После измерения — U з определяется максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов:. Из формулы видно, что оно не зависит от интенсивности падающего света. Данные закономерности не соответствовали представлениям классической физики о взаимодействии света с веществом.
Исходя из волновых представлений, взаимодействие световой волны с электроном должно действовать по принципу постепенного накапливания энергии. Чтобы он смог вылететь из катода, необходимо иметь достаточное количество энергии, накапливаемой за определенный промежуток времени, не зависящий от интенсивности света. Появление фотоэлектронов происходит сразу после освещения катода. Данная модель не давала четкого представления нахождения красной границы фотоэффекта.
Волновая теория света не могла дать объяснение независимости энергии фотоэлектронов от интенсивности светового потока и пропорциональности максимальной кинетической энергии частоты света. Поэтому электромагнитная теория была не способна объяснить эти изменения.
В году А. Эйнштейн дает теоретическое объяснение наблюдаемых закономерностей фотоэффекта, основываясь на гипотезе М. Свет обладает прерывистой структурой. Электромагнитная волна состоит из порций, называемых, кварками, спустя время которые зафиксировали как фотоны. Для этого ему необходимо совершить работу выхода А , зависящую от свойств материала катода.
Наибольшую кинетическую энергию, вылетевшую из катода фотоэлектроном, определяют законом сохранения энергии:. Линейная зависимость максимальной кинетической энергии от частоты и независимость от интенсивности света, существование красной границы, безынерционность фотоэффекта следуют из данного выражения. Общее количество фотоэлектронов, которые покидают поверхность катода в течение 1 с , пропорционально числу фотонов, падающих на поверхность.
Можно сделать вывод, что ток насыщения должен быть прямо пропорционален интенсивности светового потока. Милликенн проводил измерения в году, после чего смог определить работу выхода А :. Квантовая физика использует электрон-вольт как энергетическую единицу измерения.
Тогда значение постоянной Планка равняется. Наименьшая работа выхода наблюдается у щелочных элементов.
Такие соединения применяют для создания катодов в фотоэлементах, используемых для регистрации видимого света. Законы фотоэффекта говорят о том, что при пропускании и поглощении свет ведет себя подобно потоку частиц, называемых фотонами или световыми квантами.
Можно сделать вывод, что учение о свете вернулось к представлениям о световых частицах — корпускулах.
Даже самые энергичные фотоны могут выбивать только 1 электрон. График зависимости кинетической энергии вылетающих электронов от частоты падающих фотонов. Как видно из формулы, запирающее напряжение зависит только от кинетической энергии электронов, которая, в свою очередь, зависит от частоты света но не интенсивности и работы выхода. Изменение интенсивности света не может повлиять на отдельные электроны их скорость, энергию , зато может изменять количество выбитых электронов, или другими словами — фототок насыщения фототок при условии, что каждый фотон выбивает электрон.
Однако, если частота света меньше либо равна частоте красной границы, фотоэффекта не произойдет независимо от интенсивности светового потока. Фотоэффект Важным проявлением квантовых законов является фотоэффект. Эйнштейн в г. В основе теории Эйнштейна лежит понятие работы выхода электронов из металла и понятие о квантовом излучении света. По теории Эйнштейна фотоэффект имеет следующее объяснение: поглощая квант света, электрон приобретает энергии. При вылете из металла энергия каждого электро на уменьшается на определенную величину, котору называют работой выхода.
Работа выхода это работа, которую необходимо затратить, чтобы удалить электрон из металла.
Поэтому максимальная кинетическая энергия электронов после вылета если нет других потерь равна:. Общение Контакты. Применение фотоэффекта в технике. Это уравнение носит название уравнения Эйнштейна. Приборы, в основе принципа действия которых лежит явление фотоэффекта, называют фотоэлементами. Простейшим таким прибором является вакуумный фотоэлемент. Недостатками такого фотоэлемента являются слабый ток, малая чувствительность к длинноволновому излучению, сложность в изготовлении, невозможность использования в цепях переменного тока.
