външен фотоефект

Под външна фотоефект разбере процесът на изтласкване електрони от вещество под действието на светлината. Фотоелектричния ефект е открит от Hertz през 1887 г. и систематично изследвани Столетов в 1888-1889 Основната настройка за изследване на диаграмата на фотоелектричния ефект е показан на фиг. 7.1.

Светлината осветява катода К е направена от метал, за да се изследва. Електроните, излъчвани от катода се преместват от електрическо поле към анод А, в резултат на фотоклетка верига фототока течаща галванометър G. I. измерено напрежение между анода и катода може да варира от потенциометър P.

Фиг. 7.2 показва семейството на ток - характеристики на напрежение, взети на същата честота, но на различни потоци (интензитет) на светлината. Следващите закони са формулирани на базата на резултатите от научните изследвания

1.

Максималната начална скорост на фотоелектроните отделяни от повърхността на катода, определя от честотата на светлина и не зависи от неговата интензивност.

2. За всяко вещество, има фотоелектричния праг # 957; K - такава минимална честота на падащата радиация, под която не се наблюдава фотоелектричния ефект.

Броят на фотоелектроните освободени от катода за единица време е пропорционална на интензитета на падащата светлина към катода при постоянна спектрален състав.

При обяснението на първия и втория законите на класическата физика с помощта на следните проблеми са възникнали. Не е ясно защо началната скорост на електроните, излъчени от катода зависи от честотата на светлината, а не на неговата интензивност. Според електромагнитната теория изхвърлянето на свободни електрони от метал, за да бъде резултат от "люлеещ" в електрическото поле на светлината вълна. Повишаване на интензивността и следователно амплитудата на светлина вълна трябва да доведе до увеличаване на началната скорост на фотоелектроните.

Трудности при тълкуването на първия и втория закон на фотоелектричния ефект постави под въпрос валидността на универсален вълновата теория на светлината и са довели до създаването на квантовата теория на светлината на Айнщайн.

Айнщайн развива идеята на квантовата природа на леки атоми Планк. Той предложи светлина не само излъчваната, но също така се простира в пространството и се абсорбира от материала под формата на отделни порции - кванти на електромагнитно лъчение. Тези фотони са наречени фотони. абсорбиране на светлина е намалена до вещество, което фотони предават цялата си значение енергия частици. За електрона от материала той трябва да изпълнява работата функция А. усвояването на фотонната енергия на електрона става ВН. Ако HV ≥ А, работата на функцията за електрон може да се направи и да се измъкнат от метал. В съответствие със Закона за запазване на енергията, максималната кинетична енергия на фотоелектронна е равно на

Това уравнение за първи път е предложен от Айнщайн нарича Айнщайн уравнението за фотоелектричния ефект. Тя успешно се формулира по-горе обяснява законите на фотоефекта за малки интензитет на светлината.