Вход через социальные сети

Внешний фотоэффект

Тип Название темы Ответов Автор Просмотров Последнее сообщение
Тема форума Квант. Деление фотона.

Не могу разобраться. Возможно ли разделить фотон на пару фотонов с разными энергиями, но в сумме...

1 / - Parsley 22 25.10.2014 at 11:08 by zam2
Тема форума Вопрос о возможностях гравитации.

Как все знают, во многих фантастических фильмах существует так называемая - "Антиграфитация". ...

1 / - Vin4esterNND 28 25.10.2014 at 09:58 by zam2
Тема форума две линейки в СТО

Помогите понять. Только не отвечайте "это везде можно прочитать" или "искать нужно лучше". Все-...

120 / - Bulatos 3 180 25.10.2014 at 09:26 by Александр Амелькин
Тема форума Электризация трением. Найдется здесь человек с ответом?

Странно, но я не могу найти объяснений многих, казалось бы, давно неинтересных (типа, решенных)...

9 / - Bulatos 273 25.10.2014 at 07:20 by Bulatos
Тема форума Помогите пожалуйста ответить на вопрос!

Почему в сети переменное напряжение?

2 / - akop1993 223 25.10.2014 at 03:00 by Parsley
Тема форума Расчитать угол прицеливания артиллерийского орудия

Уважаемые форумчане! Помогите решить поставленную задачу. Суть задачи такова:

Необходимо...

14 / - LipayDerkach 159 24.10.2014 at 23:58 by zam2
Тема форума Задача о шарике.

На столе передо мной, лежит гладкий, круглый шарик. Предложите способ при помощи которого, можно...

68 / - super.spir 1 501 24.10.2014 at 23:27 by super.spir
Тема форума Электростатика.Разность потенциалов
Здравствуйте.У меня такие вопросы.Почему на сопротивлении есть разность потенциалов при протекании...
35 / - ALiya801 2 392 23.10.2014 at 09:46 by Bulatos
Тема форума Открытие международной площадки научного сообщества (обмен идеями и разработками, тендеры, инвестиции...)

1. Друзья, интересно , насколько был бы актуален сайт для компаний в областях: прикладная наука...

3 / - 88008 101 22.10.2014 at 23:15 by Soul
Тема форума Кулоновская сила.

Сопоставить силу кулоновской взимодействий двух электронов с силой их гравитационного...

- phoenix999 46 22.10.2014 at 21:31 by phoenix999
  • 664страниц:
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 652страниц:
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
Название темы Ответов Автор Просмотров Последнее сообщение
Квант. Деление фотона.

Не могу разобраться. Возможно ли разделить фотон на пару фотонов с разными энергиями, но в сумме...

1 / - Parsley 22 25.10.2014 at 11:08 by zam2
Вопрос о возможностях гравитации.

Как все знают, во многих фантастических фильмах существует так называемая - "Антиграфитация". ...

1 / - Vin4esterNND 28 25.10.2014 at 09:58 by zam2
две линейки в СТО

Помогите понять. Только не отвечайте "это везде можно прочитать" или "искать нужно лучше". Все-...

120 / - Bulatos 3 180 25.10.2014 at 09:26 by Александр Амелькин
Электризация трением. Найдется здесь человек с ответом?

Странно, но я не могу найти объяснений многих, казалось бы, давно неинтересных (типа, решенных)...

9 / - Bulatos 273 25.10.2014 at 07:20 by Bulatos
Помогите пожалуйста ответить на вопрос!

Почему в сети переменное напряжение?

2 / - akop1993 223 25.10.2014 at 03:00 by Parsley
Расчитать угол прицеливания артиллерийского орудия

Уважаемые форумчане! Помогите решить поставленную задачу. Суть задачи такова:

Необходимо...

14 / - LipayDerkach 159 24.10.2014 at 23:58 by zam2
Задача о шарике.

На столе передо мной, лежит гладкий, круглый шарик. Предложите способ при помощи которого, можно...

68 / - super.spir 1 501 24.10.2014 at 23:27 by super.spir
Электростатика.Разность потенциалов
Здравствуйте.У меня такие вопросы.Почему на сопротивлении есть разность потенциалов при протекании...
35 / - ALiya801 2 392 23.10.2014 at 09:46 by Bulatos
Открытие международной площадки научного сообщества (обмен идеями и разработками, тендеры, инвестиции...)

1. Друзья, интересно , насколько был бы актуален сайт для компаний в областях: прикладная наука...

3 / - 88008 101 22.10.2014 at 23:15 by Soul
Кулоновская сила.

Сопоставить силу кулоновской взимодействий двух электронов с силой их гравитационного...

- phoenix999 46 22.10.2014 at 21:31 by phoenix999
  • 652страниц:
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9

Внешний фотоэффект

 Внешний фотоэлектрический эффект

рис.3
Принципиальная схема установки

Фотоэлектрические явления возникают при поглощении веществом электромагнитного излучения оптического диапазона. К этим явлениям относится и внешний фотоэффект.
Внешним фотоэффектом называют явление вырывания электронов из вещества под действием падающего на него света.
Явление внешнего фотоэффекта открыто в 1887 г. Герцем, а детально исследовано Столетовым. Теория фотоэффекта на основе квантовых представлений создана Эйнштейном.
Явление фотоэффекта получило широкое практическое применение. Приборы, в основе принципа действия которых лежит фотоэффект, называются фотоэлементами. Фотоэлементы, использующие внешний фотоэффект, преобразуют энергию излучения в электрическую лишь частично. Так как эффективность преобразования небольшая, то в качестве источников электроэнергии фотоэлементы не используют, но зато применяют их в различных схемах автоматики для управления электрическими цепями с помощью световых пучков.
Внутренний фотоэффект используют в фоторезисторах. Вентильный фотоэффект, возникающий в полупроводниковых фотоэлементах с p-n переходом, используется для прямого преобразования энергии излучения в электрическую энергию (солнечные батареи).

Экспериментальное изучение фотоэффекта
Исследование явления внешнего фотоэффекта можно проводить с помощью установки, схема которой изображена на рисунке 3.

Катод через кварцевое стекло освещается светом. Под действием света из катода вырываются электроны (называемые фотоэлектронами), которые летят к аноду (положительно заряженному электроду) и образуют фототок, регистрируемый миллиамперметром

рис.4

С помощью такой установки, используя электроды, изготовленные из разных материалов, снимались вольт-амперные характеристики (ВАХ) при различных значениях падающего светового потока Ф. ВАХ - зависимость силы фототока I от напряжения  U между электродами ( анодом и катодом). Вид такой зависимости представлен на рисунке 4.

Из вольт-амперной характеристики видно, что:

bullet

при отсутствии напряжения между электродами фототок отличен от нуля. Следовательно, фотоэлектроны при вылете с поверхности обладают кинетической энергией.

bullet

при некотором напряжении между анодом и катодом фототок достигает насыщения (Iн).

bullet

при некотором задерживающем напряжении(Uз) фототок прекращается

bullet

 рабочее значение задерживающего напряжения не зависит от светового потока.

Ток насыщения соответствует тому состоянию, когда все фотоэлектроны, покидающие материал за 1 с, достигают анода.

Работа задерживающего электрического поля определяется максимальной кинетической энергией фотоэлектронов:

q·U = m·V2max/2 Diablo

Законы внешнего фотоэффекта
Обобщение экспериментальных результатов привело к установлению ряда законов фотоэффекта:

bullet

Фототок насыщения пропорционален световому потоку, падающему на металл Iн ~ Ф

bullet

Кинетическая энергия фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а зависит от его частоты.

bullet

Для каждого вещества существует определенное значение частоты n0, называемое красной границей фотоэффекта. Фотоэффект имеет место только при частотах n > n0, Если же n < n0, то фотоэффект не происходит при любой интенсивности света.

bullet

Фотоэффект безинерционен. С начала облучения металла светом до начала вылета фотоэлектронов проходит время t < 10-9с.

 

 

 

 Квантовая теория фотоэффекта
Эйнштейн объяснил экспериментальные законы фотоэффекта на основе квантовых представлений о природе света.
Первый закон фотоэффекта. Монохроматическое излучение, освещающее катод, состоит из потока фотонов с энергией
e = h·n. При взаимодействии излучения с веществом атом, находящийся в поверхностном слое, поглощает фотон целиком. При этом он может потратить его на испускание электрона. При облучении металла светом происходит громадное число таких элементарных актов фотоэффекта. Энергия светового пучка складывается из энергий отдельных фотонов. Световой поток пропорционален числу фотонов:  Ф ~ n·nф. С увеличением числа фотонов (светового потока) растет число электронов nэ, покинувших металл и участвующих в создании фототока. Сила тока насыщения пропорциональна числу электронов I ~ nэ, следовательно, ток насыщения пропорционален световому потоку: Iн ~ Ф.
Второй закон фотоэффекта.
При поглощении электроном фотона часть энергии фотона тратится на совершение работы выхода Авых, а остальная часть составляет кинетическую энергию фотоэлектрона. На основе закона сохранения энергии можно записать уравнение для фотоэффекта (уравнение Эйнштейна):

n = Авых+ m·V2/2 (7)

Из формулы 7 видно, что кинетическая энергия фотоэлектронов прямо пропорциональна частоте света.
Третий закон фотоэффекта При уменьшении энергии фотона уменьшается кинетическая энергия фотоэлектронов. При некотором значении частоты света (
n0) энергии фотона хватает только на работу выхода. Соотношение 7 примет вид: n0 = Авых. Если же n0 < Авых, то электрон не может покинуть металл. Фотоэффект не происходит. Эта частота n0 и будет красной границей фотоэффекта.

Таким образом, квантовая теория света полностью объясняет явление внешнего фотоэффекта. Тем самым было получено экспериментальное подтверждение того, что свет помимо волновых свойств обладает также и корпускулярными свойствами.

 

0 up down