Фотоефект та його закони

У 1900 р німецький фізик Макс Планк виска-зал гіпотезу: світло випромінюється і поглинається окремих-ними порціями - квантами (або фотонами). Енер-гія кожного фотона визначається формулою Е = h # 957 ;. де h - постійна Планка, рівна 6,63 • 10 -34 Дж • с, # 957; - частота світла. Гіпотеза Планка пояснила мно-Гії явища: зокрема, явище фотоефекту, від-критого в 1887 році німецьким вченим Генріхом Гер-цем і вивченого експериментально українським вченим А. Г. Столєтова.

Фотоеффект- це явище випускання елек-тронів речовиною під дією світла.

В результаті досліджень було встановлено три закони фотоефекту.

1. Сила струму насичення прямо пропорції-нальна інтенсивності світлового випромінювання, па-дає на поверхню тіла.

2. Максимальна кінетична енергія фото-електронів лінійно зростає з частотою світла і за-висить від його інтенсивності.

3. Якщо частота світла менше деякої визна-діленої для даної речовини мінімальної часто-ти, то фотоефект не відбувається.

Залежність фотоструму від напруги показу-на на малюнку 36.

Теорію фотоефекту створив німецький вчений А. Ейнштейн в 1905 р В основі теорії Ейнштейна лежить поняття роботи виходу електронів з металу і поняття про квантовий випромінюванні світла. За теорією Ейнштейна фотоефект має наступне пояснити-ня: поглинаючи квант світла, електрон набуває енергію hv. При вильоті з металу енергія кожного електрона зменшується на певну величину, яку називаютработой виходу (Авих). Робота виходу - це робота, яку необхідно затратити, щоб видалити електрон з металу. Максимальна енергія електронів після вильоту (якщо немає інших втрат) має вигляд: mv 2/2 = hv - Авих, Це уравне-ня носить названіеуравненія Ейнштейна.

Якщо h # 957; <Авых то фотоэффект не происходит. Значит, красная граница фотоэффекта равна νmin = Авых /h

Існують напівпровідникові фотоелемен-ти, в яких під дією світла відбувається изме-ня концентрації носіїв тока.Оні использу-ються при автоматичному управлінні електрично-ми ланцюгами (наприклад, в турнікетах метро), в ланцюгах змінного струму, як невідновлюваних ис-джерел струму в годиннику, мікрокалькуляторах, прохо-дять випробування перші сонячні автомобілі, ис-користуються в сонячних батареях на штучних супутниках Землі, міжпланетних і орбітальних ав-томатически станціях.

З явищем фотоефекту пов'язані фотохіміче-ські процеси, які відбуваються під дією світла в фотографічних матеріалах.