Fotoelektromos hatás, Solar wiki, rajongók powered by Wikia
A fotoelektromos hatás vagy fényelektromos hatás - a kibocsátott elektronok anyag hatása alatt a fény vagy más elektromágneses sugárzás. A kondenzált (szilárd vagy folyékony) izolált anyagok külső és belső fotoelektromos hatás.
Törvények Stoletova a fotoelektromos hatás.
A megfogalmazás az 1. törvény a fotoelektromos hatás. Az erőssége a fotoáram egyenesen arányos a sűrűsége a fényáram.
Szerint a 2. törvény a fotoelektromos hatás. a maximális kinetikus energia elektronok kilökődik fény lineárisan nő frekvenciájú fény és nem függ annak intenzitását.
3. törvény a fotoelektromos hatás. többé nem fordul elő minden egyes anyag esetében van egy fotoelektromos küszöböt, azaz a minimális gyakorisága a fény (vagy a maximális hossza λ0 hullámhossz), amelynél a fotoelektromos hatás még mindig lehetséges, és ha a fotoelektromos hatás.
Az elméleti magyarázata ezen törvények adta 1905-ben Einstein. Eszerint, az elektromágneses sugárzás áramlási egyedi QUANTA (fotonok) energiával h ν egyes, ahol h - Planck állandó. Amikor a fényelektromos hatás a beeső elektromágneses sugárzás visszaverődve a fém felületén, és egy része behatol a felület a fém réteg és felszívódik ott. Elnyel egy fotont, elektront kap energiát, és így a munka függvényében a fém A. elhagyja ahol - a maximális kinetikus energia, amely egy elektron elõl a fém.
A felfedezések története
1839-ben, Aleksandr Bekkerel megfigyelt [1] jelenség a fotoelektromos hatás az elektrolitban.
1873-ban, Willoughby Smith úgy találta, hogy a szelén fényelektromos. Ezután a hatás vizsgálatát 1887 Genrihom Gertsem. Amikor dolgozik egy nyitott üreg, aki megjegyezte, hogy ha a fényt ultraibolya fény cink-levezető, a folyosón a szikra nagymértékben megkönnyíti.
Tanulmány a fotoelektromos hatás azt mutatta, hogy ellentétben a klasszikus elektrodinamika. az energia a kibocsátott elektron mindig szigorúan a frekvencia a beeső sugárzás és gyakorlatilag független a sugárzás intenzitása.
Az 1888-1890 években a fotoelektromos hatás rendszeresen vizsgált magyar fizikus Alexander Stoletov. Ezek néhány fontos felfedezéseket ezen a területen került sor, beleértve az első törvény a fotoelektromos hatás a külső kimenet.
A fotoelektromos hatás magyarázták 1905 Albertom Eynshteynom (melyek 1921-ben volt köszönhető, hogy a jelölést a svéd fizikus Karla Vilgelma Oseen. Nobel-díjat kapott), azon a feltételezésen alapul Max Planck kvantum fény természete. Einstein munkája szereplő fontos új hipotézist - ha Planck 1900-ban azt javasolta, hogy a fényt a kibocsátó csak részletekben kvantált, Einstein már látta, hogy a fény már csak a forma kvantált részletekben. Tól energiatakarékosság, az előadás a fény részecskék formájában (fotonok) kell Einstein képlet a fotoelektromos hatás:
ahol A -. Sc. a kilépési munka (a minimális energia szükséges egy elektront távolítanak el az anyagból), - a maximális mozgási energiája a kilökött elektron, - a frekvencia a beeső foton energiával, h - Planck-állandó. Ez a képlet feltételezi a fotoelektromos küszöböt. azaz a létezését a legalacsonyabb frekvencia (), amely alatt a fotonenergia nem elég ahhoz, hogy „tiszta” az elektron a fém. A lényege a képlet, hogy a foton elfogyasztott energia ionizációs az atom, és az anyag a szükséges munka „kihúzható” az elektron, és a maradékot átalakítottuk kinetikus energia az elektron.
fotoelektromos hatás vizsgálatok között voltak az első kvantummechanikai vizsgálatokban.
külső fotoelektromos hatás
Külső PhotoEffect (fotoelektron emisszió) nevezzük elektron emisszió anyagot elektromágneses sugárzás. Emittált elektronok az anyagból a külső PhotoEffect nevezzük fotoelektronok. és az elektromos áramot. általuk alkotott a szabályos mozgását a külső elektromos tér, az úgynevezett fényáram.
A fotokatód - elektróda vákuum elektronikus eszköz közvetlenül kitéve a elektromágneses sugárzás és kibocsátó elektronok hatása alatt sugárzás.
A függőség a spektrális érzékenységét a frekvencia vagy hullámhossza elektromágneses sugárzás az úgynevezett spektrális jellemző a fotokatód.
Törvények külső PhotoEffect
- Act Stoletova: állandó spektrális összetételét az elektromágneses sugárzást a fotokatód, a telítési fotoáram arányos fényenergia a katód (aka: a fotoelektronok száma bocsát ki az 1 katód c, egyenesen arányos a sugárzási intenzitás):
és - A maximális kiindulási sebessége fotoelektronok független a intenzitása a beeső fény, és határozza meg csak a frekvencia.
- Minden egyes anyag esetében létezik fotoelektromos küszöbérték, azaz a minimális frekvencia fény (attól függően, hogy a kémiai anyag természetétől és a felület állam), amely alatt a fényelektromos hatás lehetetlen.
elmélet Fowler
Alapvető törvényei fotoemissziós fémek jól által leírt Fowler [2]. Eszerint, a felszívódás után a foton, az energia megy fém vezetési elektronok, így elektron gáz a fém keverékéből áll a gázok egy normál eloszlású Fermi - Dirac és keverjük (eltolódott) energiaelosztás. Fotoelektromos áramsűrűség határozza meg a Fowler:
ahol, - állandó együtthatók, amelyek függnek a tulajdonságait a besugárzott fém. A képlet érvényes gerjesztési energiák fotoemissziós meg nem haladó értékre a kilépési munkát a fém több, mint néhány elektronvolttal. Fowler elmélete csak akkor érvényes, abban az esetben a fény előfordulási mentén felületre merőleges.
A kvantumhatásfok
Egy fontos jellemzője a fotoelektromos hatás mennyiségileg kvantumhasznosítási Y - száma emittált elektronok a számítás per foton esemény a testfelületen. Az érték Y tulajdonságai határozzák meg az anyag az a feltétel, a felszínén, és a fotonenergia.
A kvantumhasznosítási a fotoelektromos hatás a fémek a látható és a közeli UV régiók Y <0,001 электрон/фотон. Это связано, прежде всего, с малой глубиной выхода фотоэлектронов, которая значительно меньше глубины поглощения света в металле. Большинство фотоэлектронов рассеивает свою энергию до подхода к поверхности и теряет возможность выйти в вакуум. При энергии фотонов вблизи порога фотоэффекта большинство фотоэлектронов возбуждается ниже уровня вакуума и не даёт вклада в фотоэмиссионный ток. Кроме того, коэффициент отражения в видимой и ближней УФ-областях велик и лишь малая часть излучения поглощается в металле. Эти ограничения частично снимаются в дальней УФ-области спектра, где Y достигает величины 0,01 электрон/фотон при энергии фотонов E> 10 eV.
belső fotoelektromos hatás
Ez az úgynevezett belső fotoelektromos hatás újraelosztása energiát Államok elektronok szilárd és folyékony félvezetők és dielektrikumok. mi történik hatása alatt a sugárzás. Ez nyilvánul meg változást a koncentrációja töltéshordozók a közegben, és vezet a szelep vagy fényvezető fotoelektromos hatás.
Fényvezető úgynevezett növekedése az elektromos vezetőképesség az anyag hatása alatt a sugárzás.
szelep fotoelektromos hatás
Szelep fotoelektromos hatás vagy fényelektromos hatás a záróréteget - a jelenség, amelynek a fotoelektronok hagyva a határain a test, áthalad a felület egy másik merev test (félvezető) vagy folyékony (elektrolit).
fényelektromos hatás
A fényelektromos hatás - a megjelenését egy elektromotoros erő hatása alatt az elektromágneses sugárzás [3].
Fényérzékeny fotoelektromos hatás
Fényérzékennyé fotoelektromos hatás az úgynevezett fotoelektromos hatás kíséretében a jelenség a túlérzékenységet. azaz változás a magnitúdó spektrumot és fényérzékenység sávú fotókonduktort a szerves és szervetlen természet, attól függően, hogy a molekuláris vegyületek szerkezetét [4].
photopiezoelectric hatás
Photopiezoelectric hatás az a jelenség, amely szerepel a félvezető fotó elektromotoros erők a külső környezet egyenetlen összehúzódása a félvezető [5].
photomagnetic hatás
Photomagnetic hatása úgynevezett létrejöhet egy elektromotoros erőt egy megvilágított félvezető homogén mágneses mező [5].
nukleáris fotoelektromos hatás
A felszívódását gammasugár nucleus kap felesleges energiát megváltoztatása nélkül nukleon szerkezetét és mag feleslegével energia egy összetett mag. Mint a többi nukleáris reakciókat. abszorpciós mag gamma-kvantum csak akkor lehetséges, ha a szükséges teljesítmény és a spin arányok. Ha a átvitt sejtmag energia meghaladja az energia nukleonok a sejtmagban, a felbomlása a kapott vegyületet sejtmagban fordul elő leggyakrabban a kibocsátási nukleonok, többnyire neutronok. Ez vezet a felbomlása nukleáris reakciókat, az úgynevezett photonuclear. és a jelenség a kibocsátási nukleonok (protonok és neutronok) ezekben a reakciókban - nukleáris PhotoEffect [6].
multifotonos fotoelektromos hatás
Az erős elektromágneses mező egy atom a elemi esemény fotoelektromos több fotonok kölcsönhatásba léphet. Ebben az esetben, ionizációs az atom segítségével lehetséges sugárzás energiájú sugárzás. Egyesített hat- és hét-foton ionizációs az inert gáz [7].
modern kutatás
Összehasonlító mennyiségi vizsgálatok különböző anyagokból kimutatták, hogy a mélység a közötti kölcsönhatás sugárzás és az anyag nagy mértékben függ a szerkezetét az atomok az anyag és a korrelációk közötti belső elektron kagyló. Abban az esetben, xenon c. amelyet a kísérletekben alkalmaztuk, a hatás a fotonok egy rövid impulzust csomagot vezet, úgy tűnik, hogy egyidejű elektronok emisszióját egy több belső kagyló [9].