Световые кванты
ФОТОЭФФЕКТ И ЕГО ЗАКОНЫ
Явление фотоэффекта заключается в вырывании электронов с по-верхности металла при его облучении светом (внешний фотоэффект).
Фотоэффект можно обнаружить с помощью следующего прибора:
Законы фотоэффекта:
1. Увеличение мощности источника света (светового потока, падающе-го на фотокатод) без изменения спектрального состава света вызо-вет увеличение тока насыщения.
2. Максимальная кинетическая энер-гия фотоэлектронов не зависит от мощности светового потока, па-дающего на фотокатод, но зависит от спектрального состава света.
3. Если изменять спектральный со-став падающего на фотокатод све-та, то можно дойти до так назы-ваемой красной границы фотоэф-фекта – такой длины волны света, при которой еще наблюдается фо-тоэффект.
4. Фотоэффект практически безинер-ционен.
Рассмотрим график зависимости силы фототока Iф от разности потен-циалов между анодом и фотокадодом U, где Uз – запирающая разность потен-циалов.
ПОСТОЯННАЯ ПЛАНКА. КВАНТЫ СВЕТА
Согласно Максу Планку, атомы испускают энергию отдельными пор-циями – квантами. Энергия каждого кванта прямо пропорциональна частоте излучения:
, где ? – частота излучения, h – постоянная Планка, равная
При испускании и поглощении свет ведет себя подобно потоку частиц. Свойства света, обнаруживаемые при излучении и поглощении, называют корпускулярными. Частица света была названа фотоном или квантом элек-тромагнитного излучения.
Фотон не имеет массы покоя, т.е. в состоянии покоя не существует. Энергия фотона: . Импульс фотона: , направлен по свето-вому лучу.
УРАВНЕНИЕ ЭЙНШТЕЙНА ДЛЯ ФОТОЭФФЕКТА
А. Эйнштейн считал, что свет распространяется, поглощается и излу-чается отдельными порциями (квантовыми частицами). Он применил идею Макса Планка (энергия излучается и поглощается в виде квантов энергии) к фотоэффекту. Уравнение фотоэффекта представляет собой закон сохранения энергии: одни фотон с энергией h? полностью поглощается (рассеивается) одним электроном.
, где
A – работа выхода – характеристика фотокатода.
, .
Красная граница фотоэффекта: (вся энергия фотона идет на совершение электроном работы выхода).
Построим график зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света:
