Вход через социальные сети

Внешний фотоэффект

Тип Название темы Ответов Автор Просмотров Последнее сообщение
Тема форума Квантовая физика, теоретический вопрос.

Наткнулся на татью про сверхдлинные волны.

Эл.магнитная волна с частотой 3Гц имеет...

3 / - Thender 49 30.10.2014 at 17:11 by Макс1
Тема форума скорость света в 2 раза что будет

всем известно что скорость светта самое большое. но меня всегда мучил вопрос известно из физики...

5 / - akimov.a.a 94 30.10.2014 at 16:49 by Макс1
Тема форума Фазовая скорость
Фронт плоской волны падает под углом а на плоскую поверхность АВ (см. рисунок). Найти скорость...
- frutonyasha 18 30.10.2014 at 13:41 by frutonyasha
Тема форума Динамика

Здравствуйте! Помогите, пожалуйста, прояснить следующий момент: как определить, как будет...

22 / - yellowboy24 444 30.10.2014 at 12:42 by ALEX165
Тема форума Выстрел из орудия с железнодорожной платформы ПЕРПЕНДИКУЛЯРНО рельсам

Орудие, жестко закрепленное на железнодорожной платформе, производит выстрел под прямым углом к...

6 / - spam_1 114 30.10.2014 at 09:31 by Александр Амелькин
Тема форума Ответите на простой вопрос зачем для создания движения электричества нужно 2 провода?

Для течения токак, как мы все знаем нужно два провода. Но зачем, почему масса не может создавать...

3 / - myplatinumpage 45 30.10.2014 at 01:42 by zam2
Тема форума Вопрос о возможностях гравитации.

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

8 / - Vin4esterNND 216 30.10.2014 at 01:12 by myplatinumpage
Тема форума Помогите с задачей, пожалуйста.

В баллоне объемом 6 дм3 находится N молекул газа, средняя кинетическая энергия...

14 / - omski_man93 320 29.10.2014 at 21:08 by Pyotr
Тема форума Энтропия

энтропия 1г азота при 25 градусах и давлении 10^5 Па равна 6,84 Дж/г*К. Определить энтропию 2г...

11 / - averkiev1997 149 29.10.2014 at 18:18 by Pyotr
Тема форума Почему ЭДС ищется через работу, хотя она не совершается?

В школе сказли подумать о том почему ЭДС ищется через работу, хотя она не совершается. Еще дана...

9 / - juiad 171 29.10.2014 at 13:26 by Александр Амелькин
  • 666страниц:
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 654страниц:
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
Название темы Ответов Автор Просмотров Последнее сообщение
Квантовая физика, теоретический вопрос.

Наткнулся на татью про сверхдлинные волны.

Эл.магнитная волна с частотой 3Гц имеет...

3 / - Thender 49 30.10.2014 at 17:11 by Макс1
скорость света в 2 раза что будет

всем известно что скорость светта самое большое. но меня всегда мучил вопрос известно из физики...

5 / - akimov.a.a 94 30.10.2014 at 16:49 by Макс1
Фазовая скорость
Фронт плоской волны падает под углом а на плоскую поверхность АВ (см. рисунок). Найти скорость...
- frutonyasha 18 30.10.2014 at 13:41 by frutonyasha
Динамика

Здравствуйте! Помогите, пожалуйста, прояснить следующий момент: как определить, как будет...

22 / - yellowboy24 444 30.10.2014 at 12:42 by ALEX165
Выстрел из орудия с железнодорожной платформы ПЕРПЕНДИКУЛЯРНО рельсам

Орудие, жестко закрепленное на железнодорожной платформе, производит выстрел под прямым углом к...

6 / - spam_1 114 30.10.2014 at 09:31 by Александр Амелькин
Ответите на простой вопрос зачем для создания движения электричества нужно 2 провода?

Для течения токак, как мы все знаем нужно два провода. Но зачем, почему масса не может создавать...

3 / - myplatinumpage 45 30.10.2014 at 01:42 by zam2
Вопрос о возможностях гравитации.

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

8 / - Vin4esterNND 216 30.10.2014 at 01:12 by myplatinumpage
Помогите с задачей, пожалуйста.

В баллоне объемом 6 дм3 находится N молекул газа, средняя кинетическая энергия...

14 / - omski_man93 320 29.10.2014 at 21:08 by Pyotr
Энтропия

энтропия 1г азота при 25 градусах и давлении 10^5 Па равна 6,84 Дж/г*К. Определить энтропию 2г...

11 / - averkiev1997 149 29.10.2014 at 18:18 by Pyotr
Почему ЭДС ищется через работу, хотя она не совершается?

В школе сказли подумать о том почему ЭДС ищется через работу, хотя она не совершается. Еще дана...

9 / - juiad 171 29.10.2014 at 13:26 by Александр Амелькин
  • 654страниц:
  • 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