Явление фотоэффекта стало подтверждением квантовой гипотезы, здесь квантовая модель хорошо работает.
Как волна может выбить электрон из вещества – непонятно. И уж тем более непонятно, почему излучение с одной частотой выбивает электрон, а с другой частотой – нет. И как энергия излучения распределяется по электронам: излучение сообщит большую энергию одному электрону или меньшую – двум?
Используя квантовую модель, мы легко во всем разберемся: один поглощенный квант световой энергии (фотон) – может вырвать из вещества только один фотоэлектрон (см. рис. 14).
Рис. 14. Один фотон выбивает один фотоэлектрон
Если кванта световой энергии для этого недостаточно, электрон не выбивается, а остается в веществе (см. рис. 15).
Рис. 15. Электрон остается в веществе
Лишняя энергия передаётся электрону в виде кинетической энергии его движения после выхода из вещества. А сколько будет таких квантов, столько и электронов подвергнутся их воздействию.
У нас будет отдельный урок, посвященный фотоэффекту, и тогда мы поговорим о нем более подробно, но уже сейчас нам будет понятно уравнение Эйнштейна для фотоэффекта (см. рис. 16).
|
|
Рис. 16. Явление фотоэффекта
Оно отражает то, что мы проговорили, и выглядит так:
– это работа выхода – минимальная энергия, которую надо сообщить электрону, чтобы он покинул металл. Это характеристика металла и состояния его поверхности.
Квант энергии света расходуется на совершение работы выхода и на сообщение электрону кинетической энергии.
Фотоэффект и уравнение, которое его описывает, было использовано для получения и проверки значения , полученного Планком. Об этом подробнее смотрите в следующем ответвлении.