Фотоэлектрический эффект. Фотоны. Уравнение Эйнштейна

Электрические явления, происходящие в веществе под действием поглощения электромагнитного излучения (света) называются фотоэлектрическими (фотоэффектом). Различают:1)внешний фотоэффект (состоит в вырывании электронов с поверхности металла в вакууме). 2)фотоэффект запирающего слоя или вентильный фотоэффект (отличается от внешнего тем, что вырванные под действием света фотоэлектроны проходят сквозь тонкий запирающий слой и заряжают находящуюся на нем металлическую пластинку). 3)внутренний фотоэффект-фотопроводимость (возникает в полупроводниках под действием света и заключается в изменении концентрации носителей электрического тока (электронов и дырок).

Явление фотоэффекта впервые было открыто в 1887 немецким физиком Герцем и детально исследовано в 1888 русским физиком Столетовым.Столетов сформулировал следующие законы фотоэффекта:

1.сила фототока насыщения прямо пропорциональна падающему световому потоку , -коэффициент чувствительности облучаемой поверхности, зависящий от природы и состояния этой поверхности, а также от длины падающего световой волны.

2.Начальная максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов зависит прямо пропорционально от частоты света и не зависит от его интенсивности

3.Фотоэффект не возникает, если частота падающего света меньше некоторой характерной для каждого металла величины , называемой красной границей фотоэффекта. Фотоэффект наблюдается, если > .

Данные законы теоретически были объяснены в 1905 году Эйнштейном на основании квантовых представлений выдвинутых Планком. Планк считал, что атомы излучают электромагнитную энергию не непрерывно, а порциями – квантами.

-наименьшая порция энергии, h -постоянная Планка, h =6,63*10^-34Дж*с. .

Характеристики фотона:

1)масса фотона

2)частица не имеет состояния покоя

3)фотон является безмассовой частицей

4)скорость движения фотона равна скорости света в вакууме

5)

6)заряд фотона нейтрален(=0)

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта

Явление фотоэффекта применяется в:1)Фотоэлементах (вакуумные и газонаполнение)

2)Фотоэлектронный умножитель – трубка Кубецкого

3) Электронно-оптический преобразователь (прибор ночного видения)