Studiul legilor efectului fotoelectric extern
Obiectiv: Pentru a studia legile efectului fotoelectric extern.
Aparate și accesorii: banca de rezerve optice, fotocelula în carcasă, unitatea de putere a fotocelula, sursa de lumina cu sursa de alimentare, ampermetru, voltmetru.
Elemente de teoria și metoda experimentului:
Efectul fotoelectric - fenomenul de interacțiune a fotonilor de lumină cu substanta electroni. Dacă electronii sunt trase din atomii din interacțiunea cu razele de lumină rămân în material, efectul fotoelectric intern are loc. Când efectul fotoelectric extern, electroni în interacțiunea cu cuantele radiație lăsând substanță. Când acest lucru are loc emisia de electroni de pe suprafața substanței.
Legile stipulează efectul fotoelectric:
saturație fotocurentilor proporțională cu fluxul luminos.
Viteza maximă a fotoelectronilor este definită lungime de undă de lumină și nu este dependentă de intensitatea acesteia.
Pentru fiecare material există o frecvență minimă de lumină la care încă posibil efect fotoelectric extern, adică Există marginea roșie a efectului fotoelectric.
In ciocnirea unui foton cu o energie de fotoni fotocatodic electron este complet transferat electronului și foton încetează să mai existe. Legea conservării energiei a acestui proces este reflectată în ecuația lui Einstein:
Ca de obicei, electronul primește energia cinetică într-o coliziune cu un singur foton. procesele multiphoton sunt posibile, dar este puțin probabil la intensități de lumină scăzută.
Efectul fotoelectric este studiată prin fotocelule de vid, a căror sensibilitate spectrală este în partea vizibilă a spectrului. Fotocelula constă dintr-un înveliș de vid de sticlă, suprafața interioară a care un strat subțire de metal suferit. Anodul sub forma unui inel metalic este lipit în recipient și plasat în centrul său.
Iradierea de emisie fotocatodic fotoelectronilor are loc, care, în absența unui câmp electric extern se adună în apropierea catodului, formând un nor spațiu-responsabil de fotoelectronilor. În această parte a fotoelectronilor emisi de catod, acesta este returnat. O altă parte cu viteze mari, anod se extinde. Crearea unui câmp electric între catod și anod având un potențial pozitiv relativ la catod, este posibil să se influențeze norul de electroni. Fotoelectronilor câmpului electric antrenează anod și crește curent electric. Mărimea acestui curent depinde de numărul de electroni emiși și diferența de potențial aplicată între catod și anod.
Odată cu creșterea tensiunii de creșterea numărului de electroni emiși de catod pe unitatea de timp ajunge la anod și crește fotocurentilor. Când U> Unas toate fotoelectronilor ajunge la anod și creșterea curentului este oprit. Vine un mod de saturație. Valoarea depinde de saturația de fotocurentului pe fotoelemente incident de lumină de flux. Modificarea fluxului luminos este posibilă prin schimbarea distanței dintre sursa de lumină și punctul fotocelula.