Квантовые свойства света. Фотоэффект и его законы. Применение фотоэффекта в технике

Свет излучается и поглощается не непрерывно, а определёнными порциями – квантами. Доказательством дискретности света является явление фотоэффекта.

Фотоэффект – это вырывание электронов с поверхности вещества под действием света. Фотоэффект был открыт Герцем в 1887г и экспериментально исследован Столетовым.В ходе опытов были открыты закономерности, названные законами фотоэффекта. 1. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от падающего светового потока. 2.Количество электронов, вырываемых с поверхности металла в секунду, прямо пропорционально мощности светового потока. 3. Если частота света меньше некоторой определенной для данного вещества минимальной частоты, то фотоэффект не происходит (т.е. существует «красная граница фотоэффекта»). Объяснение законов было дано Эйнштейном при помощи уравнения.

где A _вых — работа выхода (минимальная энергия, необходимая для удаления электрона из вещества),

— кинетическая энергия вылетающего электрона, ν — частота падающего света, h =6,63•10⁻³⁴ Дж·c-постоянная Планка. h •ν -энергия кванта света. Объяснение законов. 1.Согласно волновой теории, свет, представляющий собой электромагнитные волны, приводит электроны, находящиеся вблизи поверхности металла, в колебательное движение. В результате электрон приобретает кинетическую энергию и вылетает из металла. Чем больше интенсивность падающего света, тем больше электронов вырывается из металла. Это объясняет первый закон фотоэффекта. 2.Из формулы Эйнштейна = h •ν −А_вых т.е. кинетическая энергия

фотоэлектронов для данного вещества зависит только от частоты света. 3. ν_min= ν_min – красная граница фотоэффекта.

Фотоэффект нашёл широкое применение в технике. Приборы, работающие на явлении фотоэффекта, называются фотоэлементами. Их используют в турникетах метро, системах защитной и аварийной сигнализации, фотоэкспонометрах, военной технике, системах связи, озвучивание кино и т.д.