2014-02-09
3486
В 1905 году Эйнштейн объяснил законы фотоэффекта с помощью предложенной им квантовой теории. Свет частотой 
не только излучается, как это предполагал Планк, но и поглощается веществом определенными порциями (квантами). Свет это поток дискретных световых квантов (фотонов), движущихся со скоростью света. Энергия кванта равна 
. Каждый квант поглощается только одним электроном. Поэтому число вырванных электронов должно быть пропорционально интенсивности света (1 закон фотоэффекта).
Энергия падающего фотона расходуется на совершение электроном работы выхода из металла и на сообщение вылетевшему фотоэлектрону кинетической энергии:
| (2) |
Уравнение (2) называется уравнением Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна позволяет объяснить второй и третий законы фотоэффекта. Из уравнения (2) непосредственно следует, что максимальная кинетическая энергия возрастает с увеличением частоты падающего света. С уменьшением частоты кинетическая энергия уменьшается и при некоторой частоте 
она становиться равной нулю и фотоэффект прекращается (
). Отсюда
|
|
|
 ,
| (3) |
- красная граница фотоэффекта, она зависит лишь от работы выхода электрона из металла (то есть от химической природы вещества).
Рассмотренный выше фотоэффект – однофотонный. С развитием лазерной техники был получен многофотонный фотоэффект.
При облучении катода мощным лазерным пучком, электрон поглощает несколько фотонов:
 ,
| (4) |
где 
- число поглощенных фотонов.
При этом красная граница фотоэффекта сдвигается в сторону меньших частот:
 .
| (5) |
Кроме внешнего фотоэффекта известен еще и внутренний фотоэффект. При облучении твердых и жидких полупроводников и диэлектриков электроны из связанного состояния переходят в свободное, но при этом не вылетают наружу. Наличие свободных электронов приводит к возникновению фотопроводимости. Фотопроводимость это увеличение электропроводности вещества под действием света.
