1. 2. 3. Объяснение фотоэффекта. Формула Эйнштейна.

В 1905 г. Эйнштейн объяснил экспериментальные закономерности фотоэффекта на основе гипотезы световых квантов.

Качественная картина с этой точки зрения выглядит следующим образом.

Падающее на поверхность металла монохроматическое излучение рассматривается как поток фотонов, энергия которых связана с частотой соотношением . При поглощении фотона его энергия целиком передается одному электрону, и если эта энергия достаточна для того, чтобы освободить от удерживающих его связей, то электрон может выйти за пределы поверхности металла. Вероятность одновременного поглощения двух фотонов одним электроном мала, поэтому каждый фотоэлектрон получает энергию от одного фотона.

По квантовым представлениям, полное число освобожденных электронов пропорционально числу поглощенных фотонов, т.е. сила тока насыщения пропорциональна интенсивности. Но энергия отдельного фотоэлектрона определяется энергией поглощенного фотона .

Приобретаемая электроном энергия может лишь частично затрачиваться на освобождение из металла. Её излишек сообщает фотоэлектрону кинетическую энергию. Минимальную энергию, необходимую для освобождения электрона из металла, называютработой выхода.

Т.о., для фотоэлектронов, имеющих максимальную скорость и массу покоя, закон сохранения энергии в элементарном акте поглощения фотона можно записать в виде

- уравнение Эйнштейна.

Принято считать, что фотоэффект дает наиболее прямое опытное доказательство квантовой природы излучения. Квантовая гипотеза и в самом деле позволяет непринужденно объяснить все основные экспериментальные закономерности фотоэффекта. Но, тем не менее, в 1927 г. Г.Вентцель показал, что эти закономерности получают исчерпывающее объяснение и в полуклассической теории взаимодействия излучения с веществом, рассматривающей вещество квантовомеханически, а излучение как классическое электромагнитное поле.

Таким образом фотонная теория добавляет новые свойства к обычным свойствам света (дифракции и поляризации). Она не требует отказа от старого представления о свете; она требует лишь сочетания концепции фотонов с концепцией электромагнитных волн.

1. 2. 4. Современное состояние вопроса.

В настоящее время понятие фотоэффекта существенно расширилось.

а) Внутренний фотоэффект

б) Атомный (молекулярный, кластерный). -

в) Многофотонные (нелинейные) эффекты..

г) Селективный фотоэффект.

д) Фотоэффект на свободном электроне не наблюдается.

24. Укажите, какой ответ может быть окончанием фразы «Фотоэлектрическим эффектом называется явление

25. Укажите формулу Эйнштейна для фотоэлектрического эффекта:

26. Фотокатод освещается одним из двух монохроматических источников света. Источники расположены на одинаковом расстоянии от катода (см. рис 2). Зависимость фототока от напряжения между катодом и анодом, при одном источнике излучения, изображается кривой 1, а при другом - кривой 2 Чем отличаются эти источники друг от друга?

рис.2

27. Какие из величин будут изменяться при фотоэффекте, если действует монохроматический свет с постоянной интенсивностью и различной частоты⁷

28. Как зависит кинетическая энергия фотоэлектронов от длины волны света, падающего на катод?

29. Как зависит величина тока насыщения от интенсивности облучающего монохроматического света?

30. От чего зависит работа выхода А_вых, при фотоэффекте?

31. Что называется красной границей фотоэффекта?

33. Какие величины не зависят от интенсивности света при фотоэффекте?