Гипотеза Эйнштейна о фотонах. Опыт Боте. Энергия и импульс фотона. Корпускулярно-волновой дуализм свойств света

Фотоэффект объясняется на основе гипотезы Эйнштейна. Падающее монохроматическое излучение σ есть поток фотонов с энергией:

Фотон взаимодействует с электроном и обменивается с ним энергией и импульсом. Фотоэффект возникает при неупругом столкновении фотона и электрона. Фототок в результате поглощается, а его энергия передаётся электрону. В связи с чем, электрон приобретает кинетическую энергию не постепенно, а сразу в результате одного акта столкновения. Чем и объясняется безинерциальность эффекта. Каждый фотон поглощает только один электрон.

Энергия распределяется на процессы столкновения электрона с другими электронами, с атомом вещества и на работу выхода электрона с поверхности метала. Кинетическая энергия будет мах если её производная равна нулю.

- формула Эйнштейна.

Если , то ⟹ объяснение кр. границы. ;

При больших интенсивностях наблюдается многофотонный фотоэффект: N- число фотонов. N∼2-7.

Внешний фотоэффект используется в фотоэлементах, фотоэлектронных умножителях. Внутренний фотоэффект наблюдается во внешних полупроводниковых диэлектриках.

Концентрация носителей тока при облучении таких веществ увеличивается и возникает:

1) Фотопроводимость, т.е. повышение электрической проводимости тока под действием света. Применение: фото регистры.

2) Вентильный фотоэлемент – возникновение фото ЭДС при освещении катода 2х различных полупроводников или полупроводников и металла. Применение: в фотоэлементах с запирающим слоем, в солнечных батареях.

Замечание: Иногда говорят о ядерных фотоэлементах.

3) Ядерный фотоэлемент – поглощение коротковолнового излучения (рентгеновского или гамма) ядрами атомов поглощающих, в результате чего наблюдается вылет.