Пояснення законів фотоефекту
Всі спроби пояснити явище фотоефекту на основі хвильової теорії світла виявилися безрезультатними. Пояснення фотоефекту було дано А. Ейнштейном в 1905 році. Експериментальні закони фотоефекту Ейнштейн розглянув з позицій квантової теорії світла. Як відомо, щоб вирвати електрон з металу, необхідно затратити деяку енергію. Енергія, необхідна для виривання електрона з металу, називається роботою виходу. Енергія падаючого кванта витрачається на роботу виходу і на кінетичну енергію вибитого електрона:
де hv - енергія падаючого кванта, А - робота виходу, - кінетична енергія вирваного з поверхні металу електрона.
Формула (4) носить назву рівняння Ейнштейна для фотоефекту. Це рівняння пояснює основні експериментальні закони і вид вольт-амперної характеристики фотоелемента (рис. 19 і 20).
Інтенсивність світла, згідно квантової теорії, пропорційна числу квантів енергії падаючого світла. Тому число вирваних електронів зі збільшенням світлового потоку збільшується і, отже, збільшується струм насичення (рис. 19).
Максимальна кінетична енергія вирваних електронів, а отже, і затримує потенціал Uз. визначається згідно з формулою (3) тільки частотою світла і роботою виходу. Робота виходу А визначається лише родом металу. Тому зі збільшенням частоти падаючого світла збільшується кінетична енергія вирваних електронів і затримує потенціал Uз (рис. 20). Від величини світлового потоку кінетична енергія не залежить (див. Форм. 3).
Для кожної речовини фотоефект спостерігається лише в тому випадку, якщо частота v світла більше мінімального значення v0. З рівняння Ейнштейна випливає, що для виривання електронів з металу необхідно затратити роботу виходу - А. Отже, для того, щоб вирвати електрон, енергія кванта повинна бути більше цієї роботи виходу hv> А. Гранична частота v0 (червона межа фотоефекту) виражається: v0 = A / h. Оскільки робота виходу А визначається родом речовини, гранична частота v0 (червона межа) для різних речовин різна. Для цинку червоною кордоні відповідає довжина хвилі # 955; = 3,7 · 10 -7 м (ультрафіолетова область). Нагадаємо, що довжина хвилі світла пов'язана з частотою наступним співвідношенням # 955; 0 = c / v0.
Всі теми даного розділу:
Поняття теплового випромінювання
Випромінювання, що випускається нагрітими тілами, називається тепловим випромінюванням. Всі нагріті тіла випромінюють. Нагріваючи речовина, Ви помічаєте, що при певній температурі з'являється вид
коефіцієнт поглинання
Розглянемо процес поглинання теплового випромінювання. Нехай Ф0 - потік випромінювання, що падає на дану поверхню (рис. 1). Частина потоку відіб'ється від поверхні Фотріє
закон Кірхгофа
У 1859 році німецький фізик Г. Кірхгоф відкрив закон теплового випромінювання. Ставлення випромінювальної здатності будь-якого тіла e # 955; T до коефіцієнта поглинання а
питання
1. Спектр випромінювання абсолютно чорного тіла (1) і умовного тіла (2) показаний на рис. 7. Намалюйте графік залежності коефіцієнта поглинання від довжини хвилі для тіла (1) і (2).
Залежність випромінювальної здатності від довжини хвилі
Із закону Кірхгофа випливає, що всі абсолютно чорні тіла мають однаковий спектральний склад випромінювання, який визначається тільки температурою тіла. Отже, відкривається в
Закони випромінювання абсолютно чорного тіла
Зазначені особливості залежно випромінювальної здатності абсолютно чорного тіла від довжини хвилі узагальнені в трьох законах. Найменування законів пов'язано з прізвищами вчених, експер
Практичне застосування законів випромінювання абсолютно чорного тіла
а) Вимірювання температури віддалених об'єктів. Для цієї мети порівнюється яскравість тонкого дроту, що знаходиться в добре відкочений колбі при зміні сили струму до яскравості дослі
Формула Планка
Універсальний вид залежності випромінювальної здатності абсолютно чорного тіла від довжини хвилі змушує думати, що існує загальний закон, який можна записати математично
закон Бугера
Проходячи через середу, світловий потік послаблюється. Якщо на шматок прозорої речовини товщини l падає світло з інтенсивністю I0, то на виході інтенсивність розум
Яка поглинає шару ряду речовин
Речовина Коефіцієнт поглинання k (1 / м) Характерна товщина поглинаючого шару (м) Характерна товщина
Закон Бугера-Ламберта-Бера
Повернемося до коефіцієнта поглинання k для монодисперсних світла. Уже сам Бугер припускав, що величина k залежить від числа атомів, які світло зустрічає на своєму шляху
Явище фотоефекту. досліди Столєтова
Фотоефектом називають виривання електронів з речовини під дією світла. Це явище було відкрито експериментально німецьким фізиком Г. Герцем в 1887 р У своїх дослідах Г. Герц вуст
Вольт - амперна характеристика фотоелемента
У подальших експериментах була детально досліджена залежність сили фотоструму від напруги, прикладеного до пластин конденсатора при заданій величині падаючого світлового потоку.
закони фотоефекту
Все що спостерігалися експериментальні результати були сформульовані у вигляді законів фотоефекту: 1. Струм насичення прямо пропорційний світловому потоку, що падає на катод фо
питання
1. Намалювати залежність кінетичної енергії вирваних фотоелектронів від величини падаючого світлового потоку для частот v1 і v2, причому v
Експериментальне підтвердження рівняння Ейнштейна
Використовуючи формулу (1), рівняння Ейнштейна можна переписати у вигляді eUз = hv-A (5) З формули (5) випливає, що залежність величини
застосування фотоефекту
Фотоефект має виключно широке застосування в сучасній техніці і в лабораторних дослідженнях. Для різних вимірів використовують фотоелементи (рис. 22).
Спектральний склад випромінювання
У багатьох випадках важливо не тільки загальна кількість енергії, випромінюваної джерелом за одну секунду, тобто інтенсивність світла, але і його спектральний склад, тобто спектр. спектро
Спектри поглинання і спектри випускання
Якщо між розпеченим джерелом світла і дифракційною решіткою помістити пари металів або будь-яких інших атомів, то на тлі суцільного спектра з'являться вузькі темні лінії (рис.
фраунгоферові лінії
У 1862 р Волластон зауважив, що спектр Сонця поцяткований безліччю чорних тонких ліній (рис. 27). Пізніше ці темні лінії на суцільному спектрі Сонця вивчав Фраунгофер, їх називають
Спектр атомів водню
Спектр атомарного водню (як і спектри інших атомів) складається з окремих ліній, згрупованих в серії. Історично першою була вивчена так звана серія Бальмера, отримані
будова атома
З дослідів Резерфорда було відомо, що атом має планетарну структуру і складається з точкового позитивно зарядженого ядра і електронів, що обертаються навколо нього по орбітах (рис.
постулати Бора
Для пояснення спектрів атомів Нільс Бор в 1913 році сформулював наступні постулати: 1. Атом може тривалий час перебувати в стійких стаціонарних станах з определенн
Радіуси орбіт і швидкості руху електронів по орбітах
Запишемо сили, що діють на електрон, що обертається по орбіті радіуса r в атомі водню. Заряджений негативно електрон (-e) взаємодіє з позитивно заряджених
Енергія електрона на орбітах
Енергія електрона на орбіті складається з його кінетичної і потенційної
Хвилі де-Бройля і третій постулат Бора
Розглянемо третій, найбільш загадковий, постулат Бора mvr = n · h / 2π Запишемо його у вигляді
поняття люмінесценції
Вам відомо, що нагріті тіла світяться. Суть цього явища полягає в перетворенні енергії теплового, хаотичного дві-вання атомів в енергію випромінюваного світла. Все це
Механізм люмінесценції і правило Стокса
Нехай на люмінофор падає світло, спектр якого схематично зображено на рис. 35.
Закон спадання люмінесценції з часом
Як вже говорилося, після припинення опромінення люмінесцентне речовина деякий час світиться, однак інтенсивність його світіння убуває з часом. Встановимо закон цього убуває
Енергетичний вихід, квантовий вихід, закон Вавилова
Важливими характеристиками люмінесценції є енергетичний і квантовий виходи. Відношення енергії, випромінюваної при люмінесценції, до поглиненої енергії називається енергетичним в
Використання люмінесценції
Відомим застосуванням люмінесценції служать екрани, що світяться під дією рентгенівських променів або радіації. Це дозволяє отримати зображення кісток і органів людини в рентгено
Дослідження фізіологічних процесів
Практично всі тканини і клітини людини люминесцируют під дією УФ-світла. Інтенсивність світіння тканин визначається їх структурою і ступенем насиченості гемоглобіном. Яка ж приро