Фотоелектричний ефект - це
Схема експерименту по дослідженню фотоефекту. Зі світла береться вузький діапазон частот і направляється на катод усередині вакуумного приладу. Напругою між катодом і анодом встановлюється енергетичний поріг між ними. По струму судять про досягнення електронами анода.
Фотоефект - це випускання електронів речовиною під дією світла (і, взагалі кажучи, будь-якого електромагнітного випромінювання). У конденсованих речовинах (твердих і рідких) виділяють зовнішній і внутрішній фотоефект.
Історія відкриття
У 1839 році Олександр Беккерель спостерігав [1] явище фотоефекту в електроліті. У 1873 році Віллобі Сміт виявив, що селен є фотопровідним. Потім ефект вивчався в 1887 році Генріхом Герцем. При роботі з відкритим резонатором він зауважив, що якщо посвітити ультрафіолетом на цинкові розрядники, то проходження іскри помітно полегшується. Дослідження фотоефекту показали, що, всупереч класичної електродинаміки. енергія вилітає електрона завжди строго пов'язана з частотою падаючого випромінювання і практично не залежить від інтенсивності опромінення. У 1888-1890 роках фотоефект систематично вивчав український фізик Олександр Столетов. Їм були зроблені кілька важливих відкриттів в цій області, в тому числі виведений перший закон зовнішнього фотоефекту. Фотоефект був пояснений в 1905 році Альбертом Ейнштейном (за що в 1921 році він, завдяки номінації шведського фізика Карла Вільгельма Озеена. Отримав Нобелівську премію) на основі гіпотези Макса Планка про квантову природу світла. В роботі Ейнштейна містилася важлива нова гіпотеза - якщо Планк припустив, що світло випромінюється тільки квантовими порціями, то Ейнштейн вже вважав, що світло і існує тільки у вигляді квантових порцій. Із закону збереження енергії, при поданні світла у вигляді частинок (фотонів), слід формула Ейнштейна для фотоефекту:
де Aout - т. зв. робота виходу (мінімальна енергія, необхідна для видалення електрона з речовини), - кінетична енергія вилітає електрона, ν - частота падаючого фотона з енергією h ν. h - постійна Планка. З цієї формули випливає існування червоної межі фотоефекту. тобто існування найменшої частоти, нижче якої енергії фотона вже не досить для того, щоб «вибити» електрон з металу. Суть формули полягає в тому, що енергія фотона витрачається на іонізацію атома речовини, на роботу, яку необхідно зробити для того, щоб «вирвати» електрон, і залишок переходить в кінетичну енергію електрона.
Дослідження фотоефекту були одними з найперших квантовомеханических досліджень.
зовнішній фотоефект
Зовнішнім фотоефектом (фотоелектронній емісією) називається випускання електронів речовиною під дією електромагнітних випромінювань. Електрони, що вилітають з речовини при зовнішньому фотоефекті, називаються фотоелектронами. а електричний струм. утворений ними при упорядкованому русі в зовнішньому електричному полі, називається фотострумом.
Фотокатод - електрод вакуумного електронного приладу, який безпосередньо піддається впливу електромагнітних випромінювань.
Залежність спектральної чутливості від частоти або довжини хвилі електромагнітного випромінювання називають спектральної характеристикою фотокатода.
Закони зовнішнього фотоефекту
- Закон Столєтова: при незмінному спектральному складі електромагнітних випромінювань, що падають на фотокатод, фототок насичення пропорційний енергетичної освітленості катода (інакше: число фотоелектронів, що вибиваються з катода за 1 с, прямо пропорційно інтенсивності випромінювання):
і - Для даного фотокатода максимальна початкова швидкість фотоелектронів залежить від частоти поширюються електромагнітних коливань і не залежить від його інтенсивності.
- Для кожного фотокатода існує червона межа фотоефекту. тобто мінімальна частота електромагнітного випромінювання ν0 при якій фотоефект ще можливий.
внутрішній фотоефект
Внутрішнім фотоефектом називається перерозподіл електронів по енергетичним станам в твердих і рідких напівпровідниках і діелектриках. що відбувається під дією випромінювань. Він проявляється в зміні концентрації носіїв зарядів в середовищі і призводить до виникнення фотопровідності або вентильного фотоефекту.
Фотопроводимость
Фотопроводимостью називається збільшення електричної провідності речовини під дією випромінювання.
вентильний фотоефект
Вентильний фотоефект або фотоефект в замикаючому шарі - явище, при якому фотоелектрони залишають межі тіла, переходячи через поверхню розділу в інше тверде тіло (напівпровідник) або рідина (електроліт).
Фотовольтаїчний ефект
Фотовольтаїчний ефект - виникнення електрорушійної сили під дією електромагнітного випромінювання. [2]
сучасні дослідження
Порівняльні кількісні дослідження різних матеріалів показали, що глибина взаємодії між випромінюванням і речовиною істотно залежить від структури атомів цієї речовини і кореляції між внутрішніми електронними оболонками. У разі c ксеноном. який використовувався в експериментах, вплив пакету фотонів в короткому імпульсі призводить, по всій видимості, до одночасної емісії безлічі електронів з внутрішніх оболонок. [4]
Примітки
Дивитися що таке "Фотоелектричний ефект" в інших словниках:
Фотоелектричний ефект - Зовнішній Ф. Е. випускання електронів тілами, на які падають світлові, рентгенівські або гамма промені. Внутрішній Ф. Е. зміна електропровідності деяких тел (напр. Селену) під впливом освітлення. Самойлов К. І. Морський словник. М. Л.: ... ... Морський словник
фотоелектричний ефект - фотоефект Процес повного або часткового звільнення заряджених частинок в речовині в результаті поглинання фотонів. [ГОСТ 21934 83] Тематики приймачі випромінювань. полупроводн. і Фотоприймальний. устр. Синоніми фотоефект ... Довідник технічного перекладача
фотоелектричний ефект - Photoelectric Effect Фотоелектричний ефект явище випускання електронів речовиною під дією світла. Було відкрито в 1887 Г.Герцем, які виявили, що іскровий розряд в повітряному проміжку легше виникає при наявності поблизу іншого ... ... Тлумачний англо-український словник з нанотехнології. - М.
фотоелектричний ефект - fotoefektas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. photoeffect; photoelectric effect vok. lichtelektrischer Effekt, m; Photoeffekt, m rus. фотоелектричний ефект, m; фотоефект, m pranc. effet photo électrique, m ryšiai: sinonimas - ... ... Automatikos terminų žodynas
фотоелектричний ефект - fotoelektrinis reiškinys statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. photoelectric effect vok. photoelektrischer Effekt, m rus. фотоелектричний ефект, m pranc. effet photo électrique, m ... Automatikos terminų žodynas
фотоелектричний ефект - fotoelektrinis reiškinys statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Elektronų išspinduliavimas iš apšviesto kietojo kūno arba skysčio. atitikmenys: angl. photoeffect; photoelectric effect vok. lichtektrischer Effekt, m; ... ... Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
фотоелектричний ефект - fotoelektrinis efektas statusas T sritis chemija apibrėžtis Elektronų išspinduliavimas iš apšviesto kietojo kūno arba skysčio. atitikmenys: angl. photoeffect; photoelectric effect rus. фотоелектричний ефект; фотоефект ryšiai: sinonimas - ... ... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
фотоелектричний ефект - fotoelektrinis reiškinys statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. photoeffect; photoelectric effect; photoelectric phenomenon vok. lichtelektrischer Effekt, m; Photoeffekt, m; photoelektrisches Phänomen, n rus. фотоелектричний ефект, m; ... ... Fizikos terminų žodynas
Фотоелектричний ефект - 9. фотоелектричний ефект Фотоефект Процес повного або часткового звільнення заряджених частинок в речовині в результаті поглинання фотонів Джерело: ГОСТ 21934 83: Приймачі випромінювання підлозі ... Словник-довідник термінів нормативно-технічної документації
Фотоелектричний ефект - явище випускання електронів речовиною під дією світла. Було відкрито в 1887 Г.Герцем, які виявили, що іскровий розряд в повітряному проміжку легше виникає при наявності поблизу іншого іскрового розряду. Герц експериментально показав, ... ... Енциклопедія Кольєра