34. Фотоэффект. Законы ф-та. Объяснение ф-та. Зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от частоты света.

Был открыт Герцем в 1887г., изучен Столетовым в 19в.

Фотоэффект- явление вырывания электронов с поверхности металла под действием падающего света.

Столетов подверг ф-т исследованию с помощью следующей установки (рис.1)

Рис.1 Рис.2

На основании своих опытов он пришел к выводам: 1)наибольшее действие оказывают ультрафиолетовые лучи; 2) сила тока возрастает с увеличением освещенности пластины; 3) испускаемые под действием света заряды имеют отрицательный знак.

Получена на таком приборе ВАХ (на рис.2)-U(I)

Законы ф-та: 1) Сила тока насыщения зависит от величины светового потока 2) Величина3) Существует некоторая красная граница ф-та,min частота, при которой ф-т начинается. Если частота ф-та меньше красной границы, то ф-та нет. - ф-та нет.

Зависимость от:, где. Следовательно, кинетич. энергия определяется лишь частотой падающего света и растет с увеличением частоты.

Работа выхода: (затрачивается на то, чтобы электрон мог покинуть тело). , где- потенциал выхода.

35. Фотоэффект.

Фотоэффект был открыт Герцем в 1887. Изучен был Столетовым.

Явление вырывания электронов с поверхности металлов под действием света получило название фотоэффекта.

Экспериментальные з-ны фотоэффекта.

1.Максимальная начальная скорость фотоэлектронов определяется частотой света и не зависит от его интенсивности.

2.Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, т.е. минимальная частота , при которой еще возможен фотоэффект (зависит от химической природы вещества и состояния его поверхности).

3.Число фотоэлектронов n, вырываемых из анода за единицу времени, пропорционально интенсивности света (фототок насыщения пропорционален энергетической освещенности катода).

Чем определяется числовое значение граничной частоты?

, где А – работа выхода, h – постоянная Планка.

Она зависит только от работы выхода электрона, т.е. от химической природы металла и состояния его поверхности.

Почему максимальная энергия фотоэлектронов не зависит от плотности потока энергии падающего излучения? Почему в явлении фотоэффекта существование пороговой частоты говорит в пользу фотонной теории и против волновой?

Кинетическая энергия, с которой вырывается электрон из металла, должна была бы зависеть от интенсивности падающего света, так как с увеличением последней электрону бы передавалась бы большая энергия. однако этот вывод противоречит 2 з-ну фотоэффекта. Так, как по волновой теории, энергия, передаваемая электронам, пропорциональна интенсивности света, то свет любой частоты, но достаточно большой интенсивности должен был бы вырывать электроны из металла: иными словами , красной границы фотоэффекта не должно быть, что противоречит 3 з-ну фотоэффекта. Кроме того, волновая теория не смогла объяснить безинерционность фотоэффекта, установленную опытами. Таким образом, фотоэффект необъясним с точки зрения волновой теории света.