Фотоефект

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.


Нажми чтобы узнать.
скачати

Фотоефект-випускання електронів тілами під дією світла, який був відкритий в 1887 р. Герценом. У 1888 Гальвакс показав, що при опроміненні ультрафіолетовим світлом електрично нейтральної металевої пластинки остання набуває позитивний заряд. У цьому ж році Столєтов створив перший фотоелемент і застосував його на практиці, потім він встановив пряму пропорційність сили фотоструму інтенсивності падаючого світла. У 1899 Дж. Дж. Томпсон і Ф. Ленард довели, що при фотоефекті світло вибиває з речовини електрони.
Формулювання 1-го закону фотоефекту: кількість електронів, що вириваються світлом з поверхні металу за 1с, прямо пропорційно інтенсивності світла.
Згідно другому закону фотоефекту, максимальна кінетична енергія вириваються світлом електронів лінійно зросте з частотою світла і не залежить від його інтенсивності.
Третя закон фотоефекту: для кожної речовини існує червона межа фотоефекту, тобто мінімальна частота світла v 0 (або максимальна довжина хвилі y 0), при якій ще можливий фотоефект, і якщо v <v 0 , То фотоефект вже не відбувається.
Перший закон пояснений з позиції електромагнітної теорії світла: чим більше інтенсивність світлової хвилі, тим більшій кількості електронів буде передана достатня для вильоту з металу енергія. Інші закони фотоефекту суперечать цій теорії.
Теоретичне пояснення цих законів було дано в 1905 Ейнштейном. Згідно з ним, електромагнітне випромінювання представляє собою потік окремих квантів (фотонів) з енергією hv кожен (h-стала Планка). При фотоефекті частина падаючого електромагнітного випромінювання від поверхні металу відбивається, а частина проникає всередину поверхневого шару металу і там поглинається. Поглинувши фотон, електрон отримує від нього енергію і, роблячи роботу виходу, покидає метал:
Hv = A + mv 2 / 2 , Де
mv 2-максимальна кінетична енергія, яку може мати електрон при вильоті з металу. Вона може бути визначена:
mv 2 / 2 = eU 3 .
U 3 - затримує напругу.
У теорії Ейнштейна закони фотоефекту пояснюються наступним чином:
1. Інтенсивність світла пропорційна числу фотонів у світловому пучку і тому визначає число електронів, вирваних з металу.
2. Другий закон випливає з рівняння: mv 2 / 2 = hv-A.
3. З цього ж рівняння випливає, що фотоефект можливий лише в тому випадку, коли енергія поглинутого фотона перевищує роботу виходу електрона з металу. Тобто частота світла при цьому повинна перевищувати деякий визначений для кожної речовини значення, рівне A> h. Ця мінімальна частота визначає червону кордон фотоефекту:
vo = A / h yo = c / vo = ch / A.
4. При меншій частоті світла енергії фотона не вистачає для здійснення електроном роботи виходу, і тому фотоефект відсутня.
Квантова теорія Ейнштейна дозволила пояснити і ще одну закономірність, встановлену Столетевим. У 1888 Столєтов зауважив, що фотострум з'являється майже одночасно з освітленням катода фотоелемента. За класичною хвильової теорії електрону в полі світлової електромагнітної хвилі потрібен час для накопичення необхідної для вильоту енергії, і тому фотоефект повинен протікати з запізненням принаймні на на кілька секунд. За квантової теорії ж, коли фотон поглинається електроном, то вся енергія фотона переходить до електрона і ніякого часу для накопичення енергії не потрібно.
З винаходом лазерів з'явилася можливість експериментувати з дуже інтенсивними пучками світла. Застосовуючи надкороткі імпульси лазерного випромінювання, вдалося спостерігати многофотонной процеси, коли електрон, перш ніж покинути катод, зазнавав зіткнення не з одним, а з кількома фотонами. У цьому випадку рівняння фотоефекту записується: Nhv = A + mv 2 / 2, чому відповідає червона межа.
Фотоефект широко використовується в техніці. На явищі фотоефекту заснована дія фотоелементів. Комбінація фотоелемента з реле дозволяє конструювати безліч "бачать" автоматів, які вчасно включають і вимикають маяки, вуличне освітлення, автоматично відкривають двері, сортують деталі, зупиняють потужний прес, коли рука людини виявляється в небезпечній зоні. За допомогою фотоелементів здійснюється відтворення звуку, записаного на кіноплівці.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Фізика та енергетика | Реферат
9кб. | скачати


Схожі роботи:
Фотоефект і його прімененеіе в медицині
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru