Действие света. Лекция 10.

Фотоэффект (ФЭ)

Фотоэлектрический эффект – испускание электронов вещества под действием света. Энергия идёт на работу выхода и частично превращается в кинетическую энергию вылетевших частиц.

Первый Герц – пробой воздушного слоя между электронами под напряжением с участием ультрафиолетовых лучей.

Столётов А.Г. – основные исследования ФЭ.

При освещении конденсатора С, происходит его разряд.

Столётов установил:

1. Под действием света освобождаются отрицательные заряды (положительные –нет).

2. Ультрафиолетовые лучи (ВЧ) – наиболее эффективны.

3. Величина фототока(I_ф) пропорциональна интенсивности светового потока.

Леонард и Томсон используя эл/маг поля показали, что свет выбивает электроны из металлов – наз. внешним фотоэффектом.

Закон Столётова – ФТ фототок ~ падающему Ф свету.

На этом построены фотометры. V_m – тормозящий потенциал.

(1)

(2)

Свет должен сообщить эл-ну энергию Q определяемую из уравнения (2). V₀= - потенциал выхода.

Q – не зависит ни от интенсивности света, ни от природы освещаемого вещества, ни от температуры. Эта энергия зависит только от частоты υ. Q = Q(υ).

Эйнштейн по Планку Q=hυ, υ – частота света, h = 6,624 10^-27эрг сек

(3)

h υ>>kT => нет зависимости от температуры

Часть квантов е –эл-нам

часть нагревают тело

Рис.4 υ< υ₀ – ФЭ нет, υ= υ₀, V₀=0, A=h υ₀ (4)

υ₀ – называется красной границей ФЭ. (υ ~ 5 10¹⁴Гц, h ~ 3 10^-12эрг)

Рентгеновские лучи излучаются при резкой остановке быстрого пучка электронов(тормозное излучение). Энергия пучка частично переходит в световой квант.

- тепло при ударе

, hυ_m=eV (V – ускоряющий потенциал)

ð имеем цепочку eV→ (5)

Энергия фотона определяется его частотой hυ. Найдём массу фотона

- преобр. Галилея

Приняв, что C=const

(6)

Согласно СТО - инвариант по отношению к преобразованию Лоренца.

Тогда, если под m понимать величину

, где m₀ при v=0 (7)

=> (8)

m= и (9)

Но для фотона v=c => => не существует массы покоя! => нельзя отождествлять свет с веществом.

У некоторых металлов (щёлочные) наблюдается селективный ФЭ.

Date: 2016-07-25; view: 312; Нарушение авторских прав