Внешний фотоэлектрический эффект. Законы внешнего фотоэффекта. Фотоны. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта

1. Внешний фотоэлектрический эффект Законы внешнего фотоэффекта Фотоны. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Применение

ВНЕШНИЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ЗАКОНЫ
ВНЕШНЕГО ФОТОЭФФЕКТА ФОТОНЫ. УРАВНЕНИЕ
ЭЙНШТЕЙНА ДЛЯ ФОТОЭФФЕКТА. ПРИМЕНЕНИЕ
ФОТОЭФФЕКТА
Белозерова М.Ю.
ЧУОО «Павлодарский высший колледж управления»

2.

Гипотеза Планка
При рассмотрении теплового излучения и фотоэффекта полагалось, что свет
излучается и поглощается порциями. Однако это не доказывает, что свет
существует в виде частиц – фотонов. Весомым доказательством в пользу
квантовой (то есть не волновой) теории света являются эффекты, в которых
проявляется импульс фотонов. Наличие импульса тела равноценно
определению направления его движения в каждый момент времени.
Поскольку фотон не имеет массы, рассматривать импульс этой
частицы привычным способом тоже нельзя (в классической механике импульс
тела ). Импульс фотона можно выразить через энергию:
Формулы связывают волновые характеристики (частоту или длину волны) с
характеристиками обычных тел (массу, энергию, импульс). При этом если мы
знаем один из четырех параметров (энергию или импульс фотона, частоту или
длину волны света), то автоматически можем по соответствующим формулам
рассчитать остальные.

3.

Частица вещества
Частица электромагнитного поля
(фотон)
m0 ≠ 0
m0 не существует. Не имеет массы
υ<c
υ=c
Могут при взаимодействии изменять
скорость, двигаться а ускорением
При взаимодействии с веществом
поглощаются и излучаются
покоя.
m 2
E
2
Обладают энергией
p m
Имеют электрический заряд или не
имеют электрического заряда
E h
Обладают энергией
p mc hvc h
Не имеют электрического заряда
Выполняются законы сохранения энергии и импульса

4.

Фотоэффект
В жидких и твердых телах
Внешний фотоэффект
(фотоэлектронная
эмиссия) – явление
вырывания электронов из
вещества под действием
света. Поглощение
фотонов сопровождается
вылетом электронов за
пределы тела
Внутренний –
электрон,
оставаясь в
теле, изменяет
своё
энергетическое
состояние
В газах
Фотоионизация –
фотоэффект,
наблюдаемый в
газах и состоящий в
ионизации атомов
(молекул) под
действием
излучения

5.

Опыт Столетова

6.

Ток
насыщения
O
U
Число электронов, вырываемых светом с поверхности
металла за 1 с, прямо пропорционально поглощаемой за
это время энергии световой волны.

7.

Первый закон фотоэффекта
Фототок насыщения прямо пропорционален
падающему световому потоку.

8.

0
U
Электрическое поле тормозит вырванные электроны до
полной остановки, а затем возвращает их на электрод.
Это напряжение называют задерживающим.

9.

Максимальное значение
кинетической энергии
электронов

10.

Второй закон фотоэффекта
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов
линейно растёт с частотой света и не зависит от его
интенсивности.
Если частота света меньше определённой для
данного вещества минимальной частоты νmin, то
фотоэффекта не происходит.

11.

Третий закон фотоэффекта
Для каждого вещества существует максимальная
длина волны, при которой фотоэффект ещё
наблюдается. При больших длинах волн фотоэффекта
нет.

12.

13.

Красная граница фотоэффекта

14.

15.

В 1905 г. дал объяснение
фотоэффекта.
Доказал, что свет имеет
прерывистую структуру и
поглощается отдельными
порциями.
Доказал, что фотоэффект
прекращается тогда, когда
энергия кванта
меньше или равна работе выхода
электрона из вещества.
Альберт Эйнштейн
1879–1955 гг.

16.

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта
Работа выхода (А)— это минимальная энергия, которую надо
сообщить электрону, чтобы он покинул металл

17.

Применение фотоэффекта