Изследване на законите на външния фотоефекта
Цел: Да се проучи законите на външния фотоелектричния ефект.
Устройства и аксесоари: оптичната пейката, фотоклетката в корпуса, захранващия блок на фотоклетката, източника на светлина с захранване, амперметър, волтметър.
Елементи на теорията и метода на експеримента:
Фотоелектрически ефект - феномена на взаимодействие на фотоните на светлината с електрони вещество. Ако електроните се извади от атомите във взаимодействието със светлинни лъчи остават в материала, вътрешният фотоелектричния ефект настъпва. Когато външната фотоелектричния ефект, електрони във взаимодействието с радиация квантите отцепващата вещество. Когато това се случи електрон емисии от повърхността на веществото.
Законите гарантират фотоефекта:
насищане фототока пропорционална на светлинния поток.
Максималната скорост на фотоелектроните е дефинирана дължина на вълната на светлината и не зависи от неговата интензивност.
За всеки материал има минимална честота на светлина, при която все още е възможно външен фотоелектричния ефект, т.е. Има червения край на фотоелектричния ефект.
В сблъсъка на фотон с електрон фотокатодния фотонна енергия е напълно прехвърлени на електрон и фотон престане да съществува. Законът за запазване на енергията на този процес се отразява в уравнението на Айнщайн:
Както обикновено, на електрона получава кинетична енергия при сблъсък само с един фотон. Multiphoton процеси са възможни, но е малко вероятно при ниски интензитет на светлината.
Фотоелектричния ефект се изследва чрез вакуум фотоклетки, чиято спектрална чувствителност е във видимата част на спектъра. В фотоклетка се състои от стъкло вакуум плик, вътрешната повърхност на който е претърпял тънък метален слой. Анодът под формата на метален пръстен е заварена в контейнер и се поставя в центъра му.
Облъчването на емисиите фотокатодния фотоелектронна се случи, което при липса на външно електрическо поле се събират в близост до катода, образувайки пространство-облак заряд на фотоелектроните. В тази част на фотоелектроните, излъчвани от катода, той се връща. Друга част с високи скорости, анода разширява. Създаване на електрическо поле между катода и анода, който има положителен потенциал по отношение на катода, че е възможно да повлияе на електрон облака. електрическо поле фотоелектроните На увличат анода и на електрическия ток се увеличава. Големината на този ток зависи от броя на излъчените електрони и прилага потенциалната разлика между катода и анода.
С увеличаване на напрежението увеличаване на броя на електроните, излъчени от катода за единица време достига анода и се увеличава фототок. Когато U> Unas всички фотоелектроните достигат анода и увеличението на тока е спрян. Идва режим на насищане. Стойността зависи от насищането на фототок на фотоклетка инцидент светлинен поток. Промяна на светлинния поток е възможно чрез промяна на разстоянието между източника на светлина точка и фотоклетката.