Уравнен Эйнштейна для фотоэфекта.Объяснение фотоэфекта на основе квантовой теории

Электрон внутри метала после поглощения одного фотона получает порцию Е hν и стремится вылететь за пределы кристаллической решетки т. е. покинуть поверхность твердого тела. При этом часть полученной Е он израсходует на совершение работы по преодолению сил удерживающих его внутри вещ-ва. Остаток Е будет = кинетической Е электрона: mυ²/2=hν-A_вых. Здесь mυ²/2 – мах кинетическая Е выбитого светом электрона массой m и движущегося со скоростью υ(υ<<с). Величина A_вых>0 –работа котор надо совершить для того чтобы электрон вылетел с поверхности вещ-ва обычно составляет несколько электронвольт => уравнен Эйнштейна для внешнего фотоэфекта является следствием закона изменения Е в этом процессе: hν=A_вых+mυ²/2.

Квантовая природа света.Гипотеза Планка.Энерг маса и импульс фотона.

В 1900г Планк выдвин гипотезу что излуч света веществом происход не непрерывн а порциями или квантами. Согласно ей наименьш порция энерг которую несёт излучен с частот ν опред по формул: E=hν, р – постоян планка 6,63*10-34 Дж*с. Эта энерг мож быт выраж чер циклич частот ω: E=hv=hω здес h=1.05*10^-34. Эйнштейн дополнил теорию предположением о том что свет не только излучается квантами но и распространяется и поглощается тоже квантами. Т. е. явл набором движущихся элементарн частиц – фотонов. При взаимодействии света с вещ-ом фотон передает Е электронам вещ а сам при этом исчезает. Электрон может испускать фотон при этом он теряет часть своей энергии. Св-ва фотона: 1. Не имеет состояния покоя. 2. Безмассовая 3. Электрически нейтрален 4. Е фотона пропорциональна частоте соответствующего электромагнитного излучения E=hν. 6. Импульс фотона = отношению его Е к скорости p=E/c=hν/c=h/λ. Свет обладает двойственной природой – корпускулярно-волновой дуализм. С одной стороны свет – это поток частиц с другой – элмагнитные волны. Для полного понимания природы света необходимо учитывать как корпускулярные так и волновые св-ва потому что они дополняют друг друга.

Применение фотоэфекта.

Находит широкое применен в науке и технике. На основе внешнего фотоэфекта созданы и применяются приемники излучения преобразующие световые сигналы в вакумные фотоэлементы. Главн недостаток вакумных фотоэлементов заключ в том что в них возникают малые токи. Этот недостаток устраняется в фотоэлектронных умножителях (ФЭУ). Современная спектрометрия и фотометрия (спектральный анализ вещ регистрация ИК спектров измерение слабых световых потоков) немыслимы без применения фотоэлементов. Фотоэлементы широко использ в современной промышлен (фотореле состоящие из фотоэлемента усилителя фототока и электромагнитного реле) напр включение освещения на улицах. Фотоэлементы прим в фототелеграфе для передачи изображений в кино и телевидении – при передаче изображений и воспроизведен звука в фототелефонах работающих на ИК лучах в пультах дистанцион управлен.