В1 и in2 - насищане течения; Уз - заключване капацитет

Наличието на фототока при липсата на напрежение в електродите (в

) Поради факта, че една малка част от фотоелектроните има доставка кинетична енергия (Ek), което им позволява да се достигне анода дори и при липса на външно електрическо поле. За фототока стане равна на нула (тоест, не на фотоелектроните достигнат анода), които да се прилагат на отрицателно напрежение електродите, които се нарича забавящо напрежение или потенциално заключване (Уз).

Когато тази работа е на електростатични сили (A = eUz), прекарани на промяната в кинетичната енергия на електрона (ЕО) до нула.

С увеличаване на фототок до напрежение нараства, докато всички на фотоелектроните, излъчвани от катода, няма да могат да стигнат до анода, на ток във веригата достигне насищане. Допълнително увеличение на напрежението не се променя ефекта на фототок. Български учен AG СТОЛЕТОВ прекарва систематичен експериментално изследване на външната фотоелектричния ефект през 1888 г., намерено, че токът насищане е по-голяма, толкова по-светлинен поток (фиг. 8.2). Otsyudapervy фотоелектричния закон: фиксираната радиация насищане честота стойността на фототока (В) пряко пропорционално на интензитета (F):

където γ - светлочувствителната повърхност.

Ако фиксиране интензивност, промяна на честотата на падащата светлина

(

), Това ще се промени стойността на забавящия напрежение. Зависимостта на напрежението на забавящия (потенциал бариера) на честота е показано на фиг. 8.3.

Фиг. 8.3. Зависимостта на блокиране потенциал Уз

честотния ню от падащата светлина

Установено е, че за всеки метал фотоелектронна енергия (и следователно стойността на забавящия напрежение) е независим от светлинния поток, но пропорционална на честотата на излъчване. Тази зависимост се определя от втория закон на фотоефекта: скоростта на фотоелектроните нараства с честотата на падащата светлина и не зависи от неговата интензивност.

В честота определя за всяка метална греда 0 забавяне напрежение изчезва. При по-ниски честоти, не се наблюдава фотоелектричния ефект. Otsyudatrety закон: независимо от интензивността на фотоелектричния ефект на светлината започва само в определен метал за всяка минимална честота на светлината, която се нарича "червените" границата на фотоелектричния ефект.

Ако първия закон на фотоелектричния ефект може да се тълкува въз основа на предположението, че светлината е вълна природата, на втория закон не може да се обясни от гледна точка на представителствата на вълните. Съществуването на "червените" границата на фотоелектричния ефект и сияйна също са в противоречие с идеята за светлината като непрекъсната вълна.

За обяснение на законите на външния фотоелектричния ефект, Айнщайн предполага, че поглъщането на светлината на квантовата природа. Това означава, че материалът на светлина процес абсорбция среща в дискретни времето и пространството. Всеки електрон поглъща фотон на светлинна енергия изразходване част от него да работната функция и остатъкът се поема във вид на кинетична енергия. Благодарение на закона за запазване на енергията имаме следното уравнение, наречено уравнение на Айнщайн:

където

- енергията на абсорбира квант (фотон);- работата на изход електрон;- максималната кинетична енергия на излъчваните електрони.

Photon енергия , в съответствие с формула Планк, е пропорционална на неговата chastote:

където

= 6.63 ∙ 10 -34 J ∙ S - константата на Планк.

уравнение на Айнщайн за фотоефекта може да се запише като

Въз основа на това уравнение обяснява експерименталните законите на фотоефекта.

ако

, за сметка на енергията, получена от електрона, в резултат на усвояването на един фотон, се извършва работата функция и придобива кинетична енергия. Ако електрона не вижда с металната повърхност и от вътрешните региони, кинетичната енергия може да бъде частично превърнати в вътрешна енергия поради случайно сблъсък с други атоми и електрони. Поради това някои от фотоелектроните, излъчвана от метал с скорости по-малки от максимума.

Ако енергията на фотона по-малко работа от метална електрон, фотоелектричния ефект няма да се случи, т.е. фотоелектричния ефект е възможно, ако

(Трети фотоелектричния закон).

Тъй като електрон работа функцията за метал е постоянен, с увеличаване на честотата ще се увеличи на кинетичната енергия на на фотоелектроните, а максималната скорост (втора фотоелектричния закон).

При постоянна честота, и енергията на всеки фотон на светлинния поток променя посредством промяна на броя (Nb) фотони (фотони) инцидент за единица време на единица повърхност метал:

.

Тъй като електрон взаимодейства само с един квантов (вероятност за улавяне на електрони на два фотона е малка), след промяната в интензитета на светлината, за да промените броя на фотоните, а оттам и броят на фотоелектроните и текущата стойност на насищане (първо фотоелектричния закон). Енергията на всеки електрон ще се определя само от честотата на излъчване.

Вътрешен фотоелектричния ефект. Когато вътрешният фотоелектроните фотоефекта не напускат материала и работата функция не се ангажират получава изразходваната енергия в прекъсването на връзката с атома. За електрон в полупроводников или изолатор е свободен, че по отношение на модела на лента е преходът от валентността енергия лента в лента проводимост, е необходимо да се преодолее забранено енергия зона (E). Това представлява носител такса само два: един свободен електрон в проводимата зона и свободното място (дупка) в валентната зона, така че всеки превозвач преодолява бариерата на енергия е равна на половината от забранения енергия групата

Фиг. 8.4. Запълване на енергийни групи в полупроводник; Той показва само валентност групата и безплатно; плътни кръгчета - електроните в свободната зона; White - дупка в валентната зона

уравнение на Айнщайн за вътрешния фотоелектричния ефект ще бъде във вида

където

- енергията на светлина квантовата (фотон).

Очевидно е, че това уравнение определя като "червените" граница на вътрешния фотоелектричния ефект.

Когато вътрешният фотоелектричния зависимост ефект върху големината на фототока аз potokaF светлина в постоянно напрежение (светлина отговор) е нелинейна: фоточувствителност γ варира, като намалява с увеличаване на излъчената светлина.