20.внешний фотоэффект. опыты столетова. вольт-амперная характеристика ва куумного элемента. законы фотоэффекта. уравнения эйнштейна.

157

170

Посмотреть ответы 2

Ответы на вопрос:

Versija02

Физика

4,5(53 оценок)

В1900 г. макс планк высказал гипотезу: свет излучается и поглощается отдельными порциями — квантами (или фотонами). энергия каждого фотона определяется формулой e = h \nu , где h — постоянная планка, равная 6,63 \cdot{} 10^{-34} дж \cdot{} с , \nu — частота света. гипотеза планка объяснила многие явления: в частности, явление фотоэффекта, открытого и 1887 г. ученым генрихом герцем и изученного экспириментально ученым александром григорьевичем столетовым. фотоэффект — это явление испускания электронов веществом под действием света. если зарядить цинковую пластину, присоединенную к электрометру, отрицательно и освещать ее электрической дутой (рис. 35), то электрометр быстро разрядится. в результате исследований были установлены следующие эмпирические закономерности: — количество электронов, вырываемых светом с поверхности металла за 1 с, прямо пропорционально поглощаемой за это время энергии световой волны; — максимальная кинетическая энергия фото электронов линейно возрастает с частотой света и н зависит от его интенсивности. кроме того, были установлены два ных свойства. во-первых, безынерционность фотоэффекта: процесс начинается сразу в момент начала освещения. во-вторых, наличие характерной для каждого металла минимальной частоты \nu_{min} — красной границы фотоэффекта. эта частота такова, что при \nu < \nu_{min} фотоэффект не происходит при любой энергии света а если \nu > \nu_{min} , то фотоэффект начинается даже при малой энергии. теорию фотоэффекта создал ученый а. эйнштейн в 1905 г. в основе теории эйнштейна лежит понятие работы выхода электронов из металла и понятие о квантовом излучении света. по теории эйнштейна фотоэффект имеет следующее объяснение: поглощая квант света, электрон приобретает энергии h \nu . при вылете из металла энергия каждого электро на уменьшается на определенную величину, котору называют работой выхода ( a_{вых}). работа выхода это работа, которую необходимо затратить, чтобы удалить электрон из металла. поэтому максимальная кинетическая энергия электронов после вылета (если нет других потерь) равна: mv^2/2 = hv - a_{вых} . следовательно, h \nu = а_{} + \frac{mv^2}{2} . это уравнение носит название уравнения эйнштейна. приборы, в основе принципа действия которых лежит явление фотоэффекта, называют фотоэлементами. простейшим таким прибором является вакуумный фотоэлемент. недостатками такого фотоэлемента являются слабый ток, малая чувствительность к длинноволновому излучению, сложность в изготовлении, невозможность использования в цепях переменного тока. применяется в фотометрии для измерения силы света, яркости, освещенности, в кино для воспроизведения звука, в фототелеграфах и фототелефонах, в производственными процессами. существуют фотоэлементы, и которых под действием света происходит изменение концентрации носителей тока. они используются при автоматическом электрическими цепями (например, в турникетах метро), в цепях переменного тока, в качестве невозобновляемых источников тока в часах, микрокалькуляторах, проходят испытания первые солнечные автомобили, используются в солнечных батареях на искусственных спутниках земли, межпланетных и орбитальных автоматических станциях. с явлением фотоэффекта связаны процессы, протекающие под действием света в фотографических материалах.