Испускаемые под действием света заряды имеют отрицательный знак.

В 1898 году Ленард и Томсон, измерив удельный заряд, испускаемых под действием света частиц, установили, что эти частицы являются электронами.

Позднее установка для исследования фотоэффекта предложенная Столетовым была усовершенствована и ее принципиальная схема представлена на следующем рисунке.

Схема экспериментальной установки для исследования фотоэффекта (рис. 2).

Свет, проникающий через кварцевое окошко, освещает катод К, изготовленный из исследуемого материала. Электроны, испущенные вследствие фотоэффекта, перемещаются под действием электрического поля к аноду А. В результате в цепи прибора течет фототок, измеряемый миллиамперметра. Напряжение между анодом и катодом можно изменять с помощью потенциометра R.

Полученная на таком приборе вольт-амперная характеристика представлена на рисунке 3.

Вольт-амперная характеристика фотоэффекта или зависимость фототока I, образуемого потоком электронов, испускаемых катодом под действием света, от напряжения U между электродами.

По мере увеличения U фототок постепенно возрастает, т. е. все большее число фотоэлектронов достигает анода. Это продолжается до тех пор, пока фототок не достигает максимального значения I _нас. Фототок насыщения I _нас – определяется таким значением напряжения,при котором все электроны, испускаемые катодом, достигают анода. Для данной кривой характерно наличие участка тока насыщения I _нас, когда все электроны вырванные светом с поверхности катода, попадают на анод. Следовательно, сила тока насыщения определяется количеством электронов, испускаемых катодом в единицу времени под действием света.

Пологий характер кривых показывает, что электроны вылетают из катода с различными скоростями.

Из вольт-амперной характеристики следует, что при U= 0фототок не исчезает. Следовательно, электроны, выбитые светом из катода, обладают некоторой начальной скоростью v, азначит, и отличной от нуля кинетической энергией и могут достигнуть анода без внешнего поля. Для того чтобы фототок стал равным нулю, необходимо приложить задерживающее напряжение u _з. При U=U _зни один из электронов, даже обладающий при вылете из катода максимальной скоростью v _max, не может преодолеть задерживающего поля и достигнуть анода. Следовательно,

(1)

т. е. измерив задерживающее напряжение U _з,можно определить максимальные значения скорости и кинетической энергии фотоэлектронов.

При изучении вольт-амперных характеристик разнообразных материалов при различных частотах падающего на катод излучения и различных энергетических освещенностях катода и обобщения полученных данных были установлены следующие три закона внешнего фотоэффекта.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: