Forme ale efectului fotoelectric
Ipoteza lui Planck, alege strălucit să conteste termic radiația corpului negru a fost confirmat și dezvoltat în continuare în explicarea efectului fotoelectric - fenomenul, descoperirea și studiul care a jucat un rol important în dezvoltarea teoriei cuantice. Distinge efect fotoelectric extern, intern și supapă. efect fotoelectric extern (PhotoEffect) se numește materialul de emisie a electronilor prin radiație electromagnetică. Efectul fotoelectric extern se observă în solide ((metale, semiconductori, dielectrice), precum și gaze din atomii și moleculele individuale (photoionization). Efectul fotoelectric descoperit în 1887 de H. Hertz, creșterea observată a procesului de descărcare prin iradierea razelor ultraviolete ale eclator. Primul oamenii de știință de cercetare de baza fotoelectric efectuate românesc A. G. Stoletovym diagramă schematică pentru studiul efectului fotoelectric este prezentat în Figura 289. Doi electrozi (catod K din metal și anod un - .. în schema Prima Stoletova Nyalas plasă de oțel) într-un tub cu vid conectat la o baterie, astfel încât un potențiometru Rmozhno modifica nu numai valoarea și semnul tensiunii aplicate acestora. Curentul generat în timpul iluminării luminii monocromatice catod (printr-o fereastră de cuarț) măsurat inclus în lanț milliammeter. catod iradiind lumina de diferite lungimi de undă, Stoletov găsit următoarele modele nu sunt pierdut importanta pentru timpul nostru: 1) prevede acțiunea cea mai eficientă de radiații ultraviolete; 2) sub acțiunea substanței ușoare pierde taxe numai negative; Măsurătorile au arătat că electronii sunt trase sub influența luminii. 3) de curent, datorită acțiunii luminii este direct proporțională cu intensitatea ei.
Efectul fotoelectric intern - acest lucru este cauzat de radiațiile electromagnetice, tranzițiile de electroni în semiconductoare sau dielectrice a statelor legat în disponibilitatea fără plecare spre exterior. Ca rezultat, concentrația purtătoare în interiorul corpului este crescută, ceea ce conduce la apariția de fotoconductie (crește conductivitatea electrică a semiconductorului sau dielectric când este aprins), sau la apariția e. d. a.
Valve efect fotoelectric -vozniknovenie e. d. a. (Imagine e. Q. S.) Sub iluminarea contactului între doi semiconductori diferiți sau un semiconductor și un metal (în absența unui câmp electric extern). se deschide supapa de PhotoEffect, astfel încât calea pentru conversia directă a energiei solare în energie electrică. Fig. 289 prezintă stabilirea experimentală pentru studiul curent-tensiune caracteristică fotoelectric - în funcție de fototokaI format prin fluxul de electroni emiși de catod sub influența luminii, tensiunea U dintre electrozi. O astfel de dependență care corespunde două catod osveschennostyamEe diferite (frecvența luminii aceeași în ambele cazuri), este prezentată în Fig. 290. U crește fotocurentilor treptat, adică. E. Creșterea numărului de fotoelectroni care ajung la anod. Natura blândă a curbelor arată că electronii emiși de catod la viteze diferite. maxime tokaInas valoare - saturație fotocurentilor - valoare U astfel determinat, prin care toți electronii emiși de catod ajunge la anod:
n- unde numărul de electroni emiși de catod 1.
Din caracteristicile curent-tensiune, rezultă că la U = 0 fotocurent dispare. Prin urmare, electronii ejectate de la catod de lumină, au o anumită viteză inițială, și deci o energie cinetică nenul și poate ajunge la anod fără un câmp extern. Pentru a deveni un fotocurentul este egal cu zero, este necesar să se facă napryazhenieU0 întârziere. Când U = U0 nici unul dintre electroni, chiar și atunci când au raza maximă a skorostyumax catod. nu poate depăși domeniul retardare și să ajungă la anod. Prin urmare,
t. e. măsurare Întârziind tensiune Uo. Puteți defini valorile maxime ale vitezei și energia cinetică a fotoelectronilor. Atunci când studiul caracteristicilor curent-tensiune a unei varietăți de materiale (netezimea suprafeței este importantă, astfel încât măsurătorile se efectuează într-un vid) la diferite frecvențe de incidente radiație pe catod și un catod iradiantă diferit și rezumă datele obținute în urma celor trei legi ale efectului fotoelectric extern au fost stabilite.
I. Legea Stoletov. la o frecvență fixă a incidentului lumina numărul de fotoelectroni eliberat de catod pe unitatea de timp este proporțională cu intensitatea luminii (saturație puterea fotocurentul proporțională cu iradianța catod său).
II. Viteza maximă inițială (energia cinetică inițială maximă) a fotoelectronilor este independentă de intensitatea incidentului
lumină, și este determinată numai de frecvența , crește și anume liniar cu creșterea frecvenței.
III. Pentru fiecare material există o E. minimă frecvență 0 lumină „frontieră roșu“ PhotoEffect, t. (În funcție de natura chimică a substanței și starea suprafeței), la care intensitatea luminii oricărei cauze efect fotoelectric.
O explicație calitativă a efectului fotoelectric din punctul val de vedere, la prima vedere, nu trebuia să fie dificil. Într-adevăr, sub influența câmpului undei de lumină în metal apar oscilații ale electronilor a căror amplitudine (de exemplu, rezonanță) poate fi suficientă pentru a se asigura că electronii părăsesc metalul forțat; apoi a observat efectul fotoelectric. Energia cinetică cu care electronii sunt emise de metal ar trebui să depindă de intensitatea luminii incidente, deoarece o creștere în ultimul electron pentru a transfera mai multa energie. Cu toate acestea, această concluzie este contrară legii efectului fotoelectric II. Deoarece, conform teoriei valurilor, energia electronilor transmise este proporțională cu intensitatea luminii, lumina orice frecvență, dar o intensitate suficient de mare ar trebui să tragă electroni din metal; cu alte cuvinte, „marginea roșu“ efectul fotoelectric nu ar trebui să fie contrară legii efectului fotoelectric III. În plus, teoria undei nu a putut explica absenta inerției efectului fotoelectric, stabilit prin experimente. Astfel, efectul fotoelectric este inexplicabil din punct de vedere al teoriei val de lumină.