Краткая теория. Внешним фотоэффектом (фотоэлектронной эмиссией) называется испускание электронов веществом под действием света

Внешним фотоэффектом (фотоэлектронной эмиссией) называется испускание электронов веществом под действием света. Электроны, вылетающие из вещества при внешнем фотоэффекте, называются фотоэлектронами, а электрический ток, образуемый ими при упорядоченном движении во внешнем электрическом поле, - фототоком.

На рис. 2.3 показана схема установки для изучения внешнего фотоэффекта в металлах.

Рис. 2.3. Схема установки для изучения внешнего фотоэффекта

Свет падает через окно D, прозрачное во всей исследуемой спектральной области, на поверхность катода фотокатода К, помещенного внутрь трубки, в которой создан вакуум. Характер зависимости фототока I в трубке от разности потенциалов U между анодом А и катодом К при постоянной энергетической освещенности Е_э катода монохроматическим светом изображен на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Зависимость фототока I от разности потенциалов U между анодом и катодом: Е _э = const

Существование фототока при отрицательных значениях U от 0 до – U₀ свидетельствует о том, что фотоэлектроны выходят из катода, имея некоторую начальную скорость и соответственно кинетическую энергию. Максимальная начальная скорость фотоэлектронов mv²_max связана с задерживающим напряжением (задерживающим потенциалом) U₀ соотношением

, (2.4)

где е и m – абсолютные величины заряда и масса электрона.

Фототок увеличивается с ростом U лишь до определенного предельного значения I_н, называемого фототоком насыщения. При фототоке насыщения все электроны, вылетающие из катода под влиянием света, достигают анода. Если n_с – число фотоэлектронов, покидающих катод за 1 с, то I_н = en_с.

Дата добавления: 2015-06-04