Fény fotonok - kvantumfizika - Kiadó - csoport 642 701 weboldal

Végén a XIX. Ez fedezte fel a jelenséget, ami magyarázhatja a klasszikus Maxwell elektrodinamikájától. Ez a jelenség bizonyult a fotoelektromos hatás.
Fotoelektromos hatás (PhotoEffect) a jelenséget nevezik elektron emissziós anyag fény hatására. Úgy indult H. Hertz 1887-ben, mint az első kísérleti vizsgálatokat végeztünk az orosz tudós, Alexander Stoletov, amely létrehozta egy sor törvények a fotoelektromos hatás.
A probléma megoldása érdekében az energia sugárzás feketetest Planck 1900-ban gondolta: a kibocsátott elektromágneses hullámok történik részletekben. A sugárzási energia arányos a részét a gyakorisága a sugárzás:

ahol h - Planck állandó, és egyenlő a H = 6,63 • 10 -34 J / s, v - a sugárzási frekvencia. Ezt követően, a sugárzás részét hívták kvantumokat, vagy fotonok.
Később a tanulmány a különböző tudósok fotoelektromos törvényei már kinyitott. Amikor a telepítés használják, összegyűjtjük rendszer (Fig.110).
Egy üveg, amelyből
szivattyúzott levegő, Két elektródát helyezünk. Bent a hengerre kvarc
üveg, amely továbbítja ultraibolya sugárzás, a fény belép. az elektródák
feszültség van, ahol a megvilágított elektród csatlakozik a negatív
pólus áramforrás. Az alkalmazott feszültség elektródok lehet változtatni
potenciométer segítségével, és mérjük voltmérővel. Hatása alatt a fény káros
töltött elektród elektronokat kibocsátani, amely pont a pozitív
töltött elektród képeznek az elektromos áram. Ha megváltoztatása nélkül az intenzitás
sugárzás változtatni a potenciális különbség a két elektróda között, akkor lehetséges
áram-feszültség karakterisztika (függése I U) (ábra. 111).

Ha a maximális
áram értéke nem változik. Az áramerősség maximális értékének IB
az úgynevezett telítési áram. Változó tapasztalat sugárzás intenzitása,
sikerült létrehozni az első törvény a fotoelektromos hatás: az elektronok száma,
látja a fémfelület 1, egyenesen arányos az elnyelt
energiát a fény hullám.
Emittált elektronok a felületről
a katód, egy bizonyos sebességet, és elérheti az anód. Ahhoz, hogy a jelenlegi
nulla, meg kell változtatni a polaritás az akkumulátor és a feszültséget
U3 (retardáló feszültség) képlet adja meg:

Ha megváltoztatja az intenzitás
fény késleltető feszültség nem változik. Ez változik a frekvenciával
a beeső fény.
A második törvény a fotoelektromos hatás:
A maximális kinetikus energia elektronok kiadja fény lineárisan
növekszik a frekvencia és nem intenzitásától függ a beeső fény.
Ha a frekvencia fény kevésbé
állandó érték egy adott anyag, a fényelektromos hatás figyelhető meg.
A harmadik törvény a fotoelektromos hatás:
Minden anyag van egy „vörös határ” - a minimális frekvencia
VR (Lk maximális hullámhossza), amelynél a PhotoEffect
figyelhető meg.
klasszikus elektrodinamika
Maxwell nem tudott magyarázatot adni a második és harmadik törvények a fotoelektromos hatás, és kivéve
távollét tehetetlenségi ezt a jelenséget. A kvantumelmélet könnyen magyarázza
a törvényeket, a fotoelektromos hatás.
1. törvény. szerint
Quantum elmélet, fény keletkezik formájában fluxus-kvantum. Minél nagyobb az áramlási
sugarak, annál a fény intenzitása, és annál nagyobb az elektronok száma
Ez van kivágva a fém felületén. Ha a feszültség, hogy az összes
elektronok kiadja fotonok elérje az elektród (pozitív), a jelenlegi
telítettség függ a fény intenzitását.
Einstein javasolta,
hogy a fény nemcsak emittált fotonok, amint azt M. Planck, de
elnyelt fotonok. fotonenergia költenek e-mail üzenetek
kinetikus energia, és munkája funkciója a katód, azaz a. e.

ahol hv - elnyelt energia
kvantum AO - kilépési munkáját elektronok az anyag,

- a kinetikus energia az elektron.
Az egyenlet Einstein a törvény az energiamegmaradás
fotoelektromos hatás.
2. törvény. elfogad
a feltétellel, hogy egy elektron elnyeli egy foton. Ezután a potenciális
és a kinetikus energia növekszik, így elvégeztem a munkát funkció
(A) és a megszerzett v sebességgel. hv egy foton energia megy
pontozási művelet AO kimenet. t. e. a munkát, amely szükséges ahhoz, hogy
kilökésének elektronok egy fém, és a kinetikus energiát, hogy ez:

= Hv - A. Mivel a munka
kimenet egy adott anyagra konstans, akkor nyilvánvaló, hogy a maximális kinetikus
energia fotoelektronokat (vybitshyaad deynyaviem fény) lineárisan függ
frekvencia.
Harmadik törvény. Mint látható,
Az egyenlet Einstein fotoelektromos hatás lesz megfigyelhető, ha hv> AO.
ha hv

Ezért is lehet számítani a vörös
átnyúló fotoelektromos VKP