Оптика (3 семестр) / ЛР12_оптика

Вопросы на защиту:

U3 - отрицательный задерживающий потенциал, сила фототока при котором

становится равна нулю. Это означает, что такое электрическое поле тормозит вылетевшие электроны до полной остановки и отбрасывает их обратно на катод. Положительное значение запирающего напряжения может говорить о том, что это напряжение разгоняет электроны.

Работа выхода равна 2.78*10-19 Дж*с, что равно 1.73 эВ. По справочным материалам определим, что материал катода - Цезий.

1. В чем заключается явление внешнего фотоэффекта?

Внешний фотоэффект состоит в испускании электронов веществом под действием электромагнитных излучений. Электроны, вылетающие из вещества при внешнем фотоэффекте, называются фотоэлектронами, а электрический ток, образуемый ими при упорядоченном движении во внешнем электрическом поле, называется фототоком

2. Что такое фотоэлемент?(рисунок)

3. Опишите, пожалуйста, как именно происходит фотоэффект в фотоэлементе.

Падающий на поверхность материала лучистый поток вызывает эмиссию электронов в вакуум. Эти фотоэлектроны увлекаются внешним электрическим полем, создающимся приложенным напряжением между двумя электродами.

При этом роль катода играет фоточувствительный слой (фотокатод). Вторым электродом является анод. Фотоэлектроны под действием приложенного напряжения устремляются к аноду, создавая ток во внешней цепи.

4. Сформулируйте законы Столетова.

Первый закон:

При фиксированной частоте падающего света число фотоэлектронов, вырываемых из катода в единицу времени, пропорционально интенсивности света(сила тока насыщения пропорциональна энергетической освещенности E

катода). Второй закон:

Максимальная начальная скорость (максимальная начальная кинетическая энергия) фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а определяется только его частотой ν.

Третий закон

Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, т.е. минимальная частота света (зависящая от химической природы вещества и состояния его поверхности), ниже которой фотоэффект невозможен.

5. Запишите уравнение Эйнштейна и объясните физический смысл каждого слагаемого. Что такое работа выхода, от чего зависит/не зависит ее величина? Что такое красная граница фотоэффекта?

hν = A+ mv2 2

Где А - работа выхода, т.е. минимальная энергия, необходимая для удаления электрона из вещества

Величина работы выхода зависит от физико-химических свойств вещества, из которого вырываются электроны.

mv2 - кинетическая энергия электрона. При передачи фотоном энергии часть

2

её расходуется на работу выхода, а часть - на увеличение кинетической энергии вырванного электрона.

h - постоянная планка v - частота волны

Красная граница фотоэффекта - это минимальная частота, ниже которой фотоэффект не наблюдяется (невозможен)

6. Объясните вид вольтамперной характеристики фотоэлемента.

ВАХ фотоэлемента.

Фототок — это электрический ток, возникающий в фотоэлементе при воздействии света.

Сила фототока зависит от приложенного напряжения при неизменном световом потоке следующим образом. С увеличением напряжения фототок сначала растет, достигая наибольшего значения, получившего название тока насыщения. Сила фототока пропорциональна падающему световому потоку.

7. Что такое квантовый выход?

Квантовый выход Y — число эмитированных электронов в расчёте на один фотон, падающий на поверхность тела. Величина Y определяется свойствами вещества, состоянием его поверхности и энергией фотонов.