December 10 2016 12:45:06
School Nogma
Навигация
 
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
 
Фотоэффект и Уравнение Эйнштейна
Физика колебаний и волн. Квантовая физика

Фотоэффект — явление испускания электронов проводником при его облучении – был открыт в конце 19 столетия. Почти одновременно – в 1887-1890 годах – это явление наблюдали Шустер, Герц, Галльвакс, Риги другие исследователи.

Итальянский ученный А. Риги так формулирует суть эффекта:

«Излучения, действуя на металлы, электризуют их положительно» (рис. 10.5).

Рис. 10.5

Первые фундаментальные исследования фотоэффекта были проведены в лаборатории российского ученого А.Г.Столетова.

  1. Опыты Столетова

Принципиальная схема установки Столетова представлена на рис10.6.

Здесь на два электрода – катод (К) и анод (А) – подается постоянное напряжение от источника (Е). Анод выполнен в виде металлической сетки, сквозь которую катод освещается монохроматическим светом.

При освещении катода в цепи возникает электрический ток, который регистрируется чувственным гальванометром (G).

                                   

                                                 Рис. 10.6

Меняя частоту и интенсивность света, падающего на фотокатод, Столетов экспериментально установил, что сила тока, возникающего под действием света, пропорциональна его интенсивности, то есть освещённости фотокатода. Кроме того, было обнаружено, что не всякое излучение приводит к возникновению фототока. Наибольшей эффективностью обладает коротковолновое (ультрафиолетовое) излучение.

  1. Эксперименты Ленарда и Томсона

Одновременно с работой А.Г.Столетова проводилось тщательное исследование фотоэффекта американскими учёными Ленардом и Томсоном. В их экспериментальной установке электроды были помещены в глубоко вакуумированный сосуд. Свет на катод падал через специальное окошко, закрытое кварцевым стеклом. Анодное напряжение менялось здесь не только по величине, но могло быть изменено и по знаку.

На рисунке 10.7 представлена принципиальная схема экспериментальной установки Ленарда-Томсона.

img020

Рис. 10.7

Здесь можно было менять:

1. частоту падающего излучения,

2. интенсивность излучения,

3. анодное напряжение.

На рисунке 10.8 приведена типичная вольт-амперная характеристика фотоэлемента: зависимость фототока от величины анодного напряжения.

Рис. 10.8

При этом частота и интенсивность излучения, падающего на катод, остаются постоянными.

Отметим главные особенности этой характеристики:

1. наличие тока насыщения (Is),

2. анодный ток в цепи не равен нулю, даже при нулевой разности потенциалов между анодом и катодом,

3. для прекращения фототока, необходимо на анод подать отрицательный потенциал относительно катода — «задерживающее (запирающее)напряжение» Uз.

На следующих рисунках представлены вольт-амперные характеристики при различных значениях интенсивности (рис. 10.9) и частоты (рис10. 10), падающего на катод излучении.

Рис. 10.9

Рис. 10.10

Все эти экспериментальные результаты позволили сформулировать следующие законы фотоэффекта:

1. Сила фототока насыщения Is растёт с увеличением освещённости катода (закон Столетова).

2. Запирающая разность потенциалов Uз увеличивается с ростом частоты излучения, падающего на фотокатод.

3. Существует граничная частота — vk, ниже которой облучение не приводит к возникновению фотоэффекта. Частота vk называется красной границей фотоэффекта.

4.Фотоэффект безынерциален.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.06 секунд 4,205,025 уникальных посетителей