Вход через социальные сети

Внешний фотоэффект

Тип Название темы Ответов Автор Просмотров Последнее сообщение
Тема форума Электромагнитное поле

Здравствуйте. Мне очень важен ответ, возможен ли двигатель внутреннего сгорания или любой другой...

- kelsa-bobby 2 02.10.2014 at 10:23 by kelsa-bobby
Тема форума бозон хиггса

Вам не кажется что физики с этой частицей выдают желаемое за действительное? Они же ее выдумали...

49 / - НильсБорМатьЕго 719 02.10.2014 at 10:15 by НильсБорМатьЕго
Тема форума вопрос про электростатическое поле

1) Чем отличаются поле постоянного тока и электростатическое поле?

 

3 / - rubtsovakaterina 63 02.10.2014 at 09:14 by zam2
Тема форума Гидравлика: Определить зазор сочения через пробку в зависимости от давления.

Доброе время суток, форумчане. Есть пробка, удерживаемая пружиной с одной стороны и некое...

13 / - vadi-ks 232 02.10.2014 at 07:37 by vadi-ks
Тема форума Эксперимент: Теплопроводность воды. Помогите пожалуйста!
Подскажите пожауйста как измерить экспериментальным
путем коэфф. теплопроводности воды имея...
3 / - Гость (не проверено) 4 905 02.10.2014 at 02:49 by M9ICO
Тема форума Физика, вопрос с изолентой, помогите, плиз)

Возьмите 1 метр изоляционной ленты и склейте ее края пальцами  так, чтобы липкая сторона...

5 / - totosh_1976 102 02.10.2014 at 02:48 by Александр Амелькин
Тема форума Концентрация и площадь поверхности

Задачки элементарные, но почему-то не сходятся с ответом...

1. Дана кубическая...

1 / - Dr. Arrieta 22 02.10.2014 at 01:02 by zam2
Тема форума Физика, тема "Электрическое поле". Помогите с задачей)
Заряд одного тела 9 нКл, а второго минус 1 нКл. Расстояние между ними 8 см. Тело какого заряда...
9 / - totosh_1976 103 01.10.2014 at 22:25 by ALEX165
Тема форума Простая задачка по механике

Вот задачка, рисунок и ответ прилагаются

...

3 / - M9ICO 42 01.10.2014 at 18:27 by zam2
post О "пользе" КТЕ в технологическом прогрессе.

О «ПОЛЬЗЕ» КТЕ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОГРЕССЕ

 Фёдоров В.В., Пономарёв Д.А.,...

- fedorov_v_v 9 01.10.2014 at 16:01 by fedorov_v_v
  • 658страниц:
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 646страниц:
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
Название темы Ответов Автор Просмотров Последнее сообщение
Электромагнитное поле

Здравствуйте. Мне очень важен ответ, возможен ли двигатель внутреннего сгорания или любой другой...

- kelsa-bobby 2 02.10.2014 at 10:23 by kelsa-bobby
бозон хиггса

Вам не кажется что физики с этой частицей выдают желаемое за действительное? Они же ее выдумали...

49 / - НильсБорМатьЕго 719 02.10.2014 at 10:15 by НильсБорМатьЕго
вопрос про электростатическое поле

1) Чем отличаются поле постоянного тока и электростатическое поле?

 

3 / - rubtsovakaterina 63 02.10.2014 at 09:14 by zam2
Гидравлика: Определить зазор сочения через пробку в зависимости от давления.

Доброе время суток, форумчане. Есть пробка, удерживаемая пружиной с одной стороны и некое...

13 / - vadi-ks 232 02.10.2014 at 07:37 by vadi-ks
Эксперимент: Теплопроводность воды. Помогите пожалуйста!
Подскажите пожауйста как измерить экспериментальным
путем коэфф. теплопроводности воды имея...
3 / - Гость (не проверено) 4 905 02.10.2014 at 02:49 by M9ICO
Физика, вопрос с изолентой, помогите, плиз)

Возьмите 1 метр изоляционной ленты и склейте ее края пальцами  так, чтобы липкая сторона...

5 / - totosh_1976 102 02.10.2014 at 02:48 by Александр Амелькин
Концентрация и площадь поверхности

Задачки элементарные, но почему-то не сходятся с ответом...

1. Дана кубическая...

1 / - Dr. Arrieta 22 02.10.2014 at 01:02 by zam2
Физика, тема "Электрическое поле". Помогите с задачей)
Заряд одного тела 9 нКл, а второго минус 1 нКл. Расстояние между ними 8 см. Тело какого заряда...
9 / - totosh_1976 103 01.10.2014 at 22:25 by ALEX165
Простая задачка по механике

Вот задачка, рисунок и ответ прилагаются

...

3 / - M9ICO 42 01.10.2014 at 18:27 by zam2
Релятивистская динамика

Здравствуйте! Дело такое, завтра экзамен, а я не могу разобраться с одной типовой задачей,...

11 / - sanya-shuk 211 01.10.2014 at 05:33 by Александр Амелькин
  • 646страниц:
  • 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