Законы фотоэффекта (законы Столетова).

1. Сила фототока насыщения пропорциональна световому потоку; при фиксированной частоте число вырываемых электронов (фотоэлектронов) пропорциональна интенсивности света.

2. V _max (максимальная скорость) фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а линейно возрастает с частотой .

3. Для каждого вещества есть, так называемая, красная граница фотоэффекта (зависит от химической природы вещества и чистоты поверхности). Свет любой интенсивности с частотой или длиной волны фотоэффекта не вызывает. С точки зрения волновой теории это явление вообще необъяснимо.

Любой фотон, с точки зрения квантовой теории, может произвести фотоэффект, при условии, что его энергии достаточно для удаления электрона из металла. Отсюда следует, что для каждого материала существует своя граница фотоэффекта. Вид вольт-амперной характеристики говорит, что скорости вылетающих электронов различны и для задержания самых быстрых электронов необходимо приложить некоторую «задерживающую» разность потенциалов U_зад (на ВАХ обозначена как U₀). Тогда для самых быстрых электронов должно выполняться соотношение: . Различие в скоростях электронов объясняется тем, что светом могут вырываться электроны как с поверхности вещества, так и из некоторой глубины. Кроме того, даже электронам самого поверхностного слоя необходимо преодолеть поверхностный барьер, затратить энергию на «работу выхода» с поверхности. Если энергия фотона больше работы выхода, то ее излишек идет на кинетическую энергию электрона. Таким образом, чтобы фотоэлектрон покинул металл с некоторой скоростью, необходимо придать ему энергию . А - работа выхода электрона – работа, которую необходимо затратить, чтобы удалить электрон из металла в вакуум. Тщательные исследования показали, что эта энергия вырванных светом электронов (фотоэлектронов) не зависит ни от интенсивности падающего света, ни от температуры катода, а однозначно определяется частотой падающего монохроматического излучения. Причем с ростом частоты падающего света эта энергия увеличивается. Работу выхода (А) принято выражать не в джоулях (Дж), а в электронвольтах (эВ). - это энергия, которую приобретает электрон, ускоренный разностью потенциалов 1В.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: