Фотоэффект и законы внешнего фотоэффекта

Фотоэффект – явление, выбивания электронов с поверхности вещества под действием света. Бывает внешний (характерен для металлов, электроны под действием света, освобождаясь, покидают поверхность вещества); внутренний (характерен для полупроводников, электроны, освободясь от связи с атомами под действием света не покидают поверхность полупроводника, а становятся свободными, оставаясь внутри вещества).

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:

Уравнение Планка для энергии фотона:

h – постоянная планка =

- частота

Законы внешнего фотоэффекта.

Рисунок 77.

Принципиальная измерительная схема, с помощью которой исследовался внешний фотоэффект изображена на рисунке 77. Отрицательный полюс батареи присоединен к металлической пластинке K (катод), положительный – к вспомогательному электроду А (анод). Оба электрода помещены в сосуд, имеющий кварцевое окно (прозрачное для оптического излучения). Поскольку электрическая цепь остается разомкнутой, ток в ней отсутствует. При освещении катода К свет вырывает из него электроны (фотоэлектроны), устремляющиеся к аноду; в цепи появляется ток (фототок).

Схема дает возможность измерять силу фототока и скорость фотоэлектронов при различных значениях напряжения между катодом и анодом при различных условиях освещения катода.

Экспериментальные исследования, выполненные Столетовым, а также другими учеными, привели к установлению следующих основных законов внешнего фотоэффекта.

1. Фототок насыщения пропорционален интенсивности падающего излучения.

2. Скорость выбитых электронов не зависит от интенсивности падающего излучения, а определяется только его частотой.

3. Фотоэффект начинается только с определенной частоты падающего излучения, называемой красной границей фотоэффекта. Это минимальная частота падающего излучения, при которой начинается фотоэффект.