Пояснення законів фотоефекту з точки зору квантової теорії світла

Перший закон: чим більша інтенсивність потоку випромінювання, падаючого на поверхню речовини, тим більше в ньому фотонів і тим більше електронів буде вирвано цими фотонами.

Другий закон: з рівняння Ейнштейна

Оскільки , - сталі величини, а - для даної речовини також величина стала, то з наведених вище формул слідує, що , , тобто чим більша частота падаючого випромінювання, тим більша швидкість вирваних електронів і їх кінетична енергія.

Третій закон: фотоефект буде відбуватись, якщо енергії фотона достатньо для виконання роботи по вириванню електронів з речовини (навіть якщо їх швидкість рівна нулю ). В цьому випадку рівняння Ейнштейна матиме вид

Або

Де , - червона межа фотоефекту, яка, як видно з отриманих формул, залежить тільки від роботи виходу , бо і сталі.

111. Чому при частотах менших за червону межу фотоефекту фотоефект не спостерігається? Якщо , то або , і фотоефект спостерігатись не буде, бо енергії фотона в цьому випадку недостатньо для виконання роботи по вириванню електрона з речовини.

112. Фотоелементи – прилади, дія яких ґрунтується на використанні явища фотоефекту.

113. Види фотоелементів

Ø вакуумні фотоелементи: скляний балон, майже вся внутрішня поверхня якого вкрита світлочутливим шаром металу, який є катодом. Відкритим залишається лише невеличке віконце для світла. Анодом є металеве кільце закріплене в балоні. З двох боків виходять електроди для підключення фотоелементу в електричне коло.

Ø напівпровідникові фотоелементи:

§ напівпровідникові фоторезистори Будова: на діелектричну пластинку нанесено шар світлочутливого напівпровідника до торців якого приєднано металеві електроди. Установка розташована в корпусі, що має прозоре віконце.

- умовне позначення фоторезистора в електричній схемі

§ напівпровідникові фотодіоди Являють собою один р – п- перехід з світлочутливого напівпровідника.

114. Використання фотоелементів:

Ø для автоматизації виробничих процесів,

Ø фотореле є важливою частиною пристроїв - (вмикання і вимикання освітлення вулиць, світло маяків і бакенів, сортує різні деталі за кольором і формою, запускає і зупиняє електродвигуни та верстати, техніки безпеки, за їх допомогою здійснюється передача на великі відстані зображень рухомих об’єктів, нерухомих зображень по фототелеграфу, відтворення звуку в звуковому кіно.)

Ø сонячні батарейки – це напівпровідниковий діод, дія якого ґрунтується на явищі внутрішнього фотоефекту

Ø Оптичний запис і відтворення звуку. Під час запису на кінострічку зображення паралельно записують звук у вигляді звукової доріжки різного ступеня прозорості. При відтворенні запису крізь звукову доріжку пропускають світловий пучок, який потім спрямовується на фотоелемент. Інтенсивність пройденого світла залежить від ступеня прозорості доріжки. Фотоелемент, на який падає світловий потік, змінної інтенсивності, створює в електричному колі коливання сили струму, які підсилюються і подаються до гучномовця, який перетворює електричні коливання на механічні.

115. Як пояснити хімічну дію світла? Окрема молекула поглинає енергію окремими порціями – квантами (фотонами). У випадку видимого світла і ультрафіолетового випромінювання цієї енергії виявляється досить для розщеплення багатьох молекул.

116. Приклади хімічної дії світла:

Ø Фотосинтез

Ø розкладання молекули білка – родопсину, під час якого виникає сигнал, який передається до мозку і забезпечує здатність ока сприймати світло.

Ø вицвітання тканин

117. Використання хімічної дії світла: фотографія.

Дата добавления: 2014-12-16