Фотоэффект и его применение
Фотоэффектом(внешним) называется явление испускания электронов веществом под действием электромагнитного излучения.
Явление фотоэффекта было открыто Г. Герцем, законы явления сформулировал Г. Столетов. Квантовую теорию фотоэффекта создал А. Эйнштейн. Эйнштейн распространил гипотезу Планка на поглощение света: свет не только испускается, но и поглощается отдельными квантами с энергией ε=hn. Уравнение Эйнштейна представляет собой закон сохранения энергии для элементарного акта фотоэффекта. Энергия кванта света, падающего на поверхность металла, расходуется на совершение работы выхода из металла и на сообщение электрону кинетической энергии:
hn = Авых + 
. (2.7.11)
Здесь Авых – работа выхода электрона из металла, m и V – масса и скорость фотоэлектронов.
Работой выхода электронов из металла Авых называется энергия, которую необходимо сообщить электрону, чтобы он сумел вылететь из металла. Работа выхода редко превышает несколько электронвольт, поэтому при больших энергиях фотона работой выхода можно пренебречь.
Опыт показывает, что фотоэффект наблюдается только при определенных частотах. Для каждого металла существует красная граница – предельная частота света νкр, ниже которой фотоэффект не наблюдается. Величина красной границы νкр зависит от металла и состояния его поверхности. Существование красной границы может быть объяснено только с квантовых позиций. Фотоэффект наблюдается том случае, когда энергия падающего кванта света не менее работы выхода электрона из металла:
nкр= Авых / h ;lкр= hc / Aвых(2.7.12)
На явлении фотоэффекта основано действие фотоэлектронных приборов, получивших разнообразное применение в науке и технике. Практически невозможно указать отрасли производства, где не использовались бы фотоэлементы, преобразующие энергию излучения в электрическую. Различные виды фотоэффекта используются в производстве для контроля, управления и автоматизации различных процессов, в технике звукового кино, в системах связи и т.д. Студентам предлагается разобраться в этом вопросе самостоятельно.
Дата добавления: 2016-01-26; просмотров: 1369;