close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

фотоэффект - конспект

код для вставкиСкачать
Фотоэффект
Фотоэлектрическими называются явления нарушения равновесия между электронами
проводимости и атомным составом вещества под действием электромагнитного
излучения.
Фотоэффект делится на внешний и внутренний
Внешним фотоэффектом называется явление выхода электронов проводимости с
поверхности металла под влиянием электромагнитного излучения.
Внутренний фотоэффект - это генерация свободных носителей
заряда в полупроводниках под действием света.
При внешнем фотоэффекте электроны выходят за пределы металла, при внутреннем остаются внутри пролупроводника.
Фотоэффект не может быть объяснен волновой природой света, квантовая картина
такова:
1) электроны проводимости поглощают фотон. Энергия фотона E=hn целиком
переходит к электрону, а фотон перестает существовать.
2) Электрон начинает перемещаться к поверхности металла. Здесь происходят
незначительные потери энергии электрона при столкновении его с ионами.
Электрон совершает работу выхода и становится свободным электроном.
Если hn < Aвых, то фотоэффект не наблюдается.
Если hn = Aвых, то фото-электрон выйдет по поверхности металла. Теперь все зависит от
знака электрода. Если электрод заряжен отрицательно, то электрическое поле не вернет
фото-электрон. Если электрод заряжен положительно, то электрическое поле вернет
фото-электрон.
Если hn > Aвых, то электрон выйдет на поверхность и при этом он будет обладать
кинетической энергией.
Законы фотоэффекта
I - Закон Столетова - фототок насыщения прямопропорционален падающему
световому потоку.
II - Закон Эйнштейна - кинетическая энергия фотоэлектрона
прямопропорциональна частоте n падающего излучения и зависит от материала
электрода.
III - Красная граница фотоэффекта зависит только от материала электрода.
Красная граница фотоэффекта - это максимальная , при которой фотоэффект
наблюдается.
по уравнению Эйнштейна
При красной границе
, но
IV - Фототок безинерционен, т.е. при прекращении облучения фототок прекрашается.
Объяснение законов
При изменении падающего светового потока, меняется число падающих фотонов,
часть из них отражается от поверхности металла, а часть - захватывается электронами.
От количества захваченных фотонов и зависит величина фототока.
Работа выхода - это энергия, которая необходима для разрыва связей между
электронами проводимости и атомной решеткой вещества.
Наименьшая работа выхода у щелочных и щелочно-земельных металлов, у них
красная граница фотоэффекта лежит в видимой части спектра.
Такова теория однофотонного захвата. При применении лазеров возможен двух- и
трехфотонный захват. Это приводит к тому, что красная граница фотоэффекта
смещается в сторону более длинных волн.
Работы Столетова по фотоэффекту
Явление фотоэффекта открыл Герц на следующих опытах: металлический шар
заряжал, а затем облучал светом. Если шар был заряжен положительно, то он не
изменял заряд, отрицательный же заряд под действием света понижался.
Столетов повторил опыты Герца, а также на установке вывел первый закон
фотоэффекта.
Прибор Столетова
Он представлял собой два электрода: сплошной - это катод, анод - это сетка, через
которую свободно мог пройти свет. Электроды подключались в электроцепь, но ток не
протекал, т.к. воздушный промежуток между катодом и анодом являлся разрывом в
цепи. Если через сетку облучали катод, то ток протекал. Если изменяли полярность
включения, т.е. сплошной электрод делали анодом, тока не было.
Источником света в этом случае служила электрическая дуга со снятым конденсатором
(чтобы проходили ультрафиолетовые лучи).
Меняя расстояние от источника света до электрода, меняя площадь электрода, а также
материал электрода, Столетов изучал фотоэффект и вывел свой закон.
Документ
Категория
Физика
Просмотров
1 804
Размер файла
1 474 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа