Формула Эйнштейна для фотоэффекта

Фотоэффект, его наблюдение.

Фотоэффе́кт — это испускание электронов вещества под действием света (и, вообще говоря, любого электромагнитного излучения). В конденсированных веществах (твёрдых и жидких) выделяют внешний и внутренний фотоэффект.

Законы фотоэффекта:

Формулировка 1-го закона фотоэффекта: количество электронов, вырываемых светом с поверхности металла за единицу времени на данной частоте, прямо пропорционально световому потоку, освещающему металл.

Согласно 2-ому закону фотоэффекта, максимальная кинетическая энергия вырываемых светом электронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности.

3-ий закон фотоэффекта: для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, то есть минимальная частота света ν₀ (или максимальная длина волны λ₀), при которой ещё возможен фотоэффект, и если ν < ν₀, то фотоэффект уже не происходит.

Теоретическое объяснение этих законов было дано в 1905 году Эйнштейном. Согласно ему, электромагнитное излучение представляет собой поток отдельных квантов (фотонов) с энергией hν каждый, где h — постоянная Планка. При фотоэффекте часть падающего электромагнитного излучения от поверхности металла отражается, а часть проникает внутрь поверхностного слоя металла и там поглощается. Поглотив фотон, электрон получает от него энергию и, совершая работу выхода, покидает металл:

hν = A_out + W_e, где W_e — максимальная кинетическая энергия, которую может иметь электрон при вылете из металла.

В 1839 году Александр Беккерель наблюдал явление фотоэффекта в электролите.

В 1873 году Уиллоуби Смит обнаружил, что селен, является фотопроводящим. Затем эффект изучался в 1887 году Генрихом Герцем. При работе с открытым резонатором он заметил, что если посветить ультрафиолетом на цинковые разрядники, то прохождение искры заметно облегчается.

Исследования фотоэффекта показали, что, вопреки классической электродинамике, энергия вылетающего электрона всегда строго связана с частотой падающего излучения и практически не зависит от интенсивности облучения.

Фотоэффектом называют процесс испускания электронов телами, на которые действует свет. В твёрдых и жидких телах выделяют внешний и внутренний фотоэффект.

Фотоэффект был открыт в 1887 году немецким ученым Генрихом Герцем. При работе с открытым резонатором Герц заметил, что если направить ультрафиолетовый луч на цинковые разрядники, то искра проходит значительно быстрее и легче. Так было открыто само явление, но объяснить его смог Альберт Эйнштейн (кстати, за работу над изучением фотоэффекта Эйнштейн получил Нобелевскую премию).

В работе Эйнштейна содержалась важная новая гипотеза. Ученый выдвинул гипотезу о том, что свет существует только в виде квантованных порций. Из представления о свете как о фотонах следует формула Эйнштейна для фотоэффекта:

h ν = A_ion+ A_out+ mv²/2,

A_ion - работа по ионизации атомов вещества,

A_out - работа необходимая для выхода электрона из вещества,

m - кинетическая энергия вылетающего электрона,

ν - частота падающего фотона с энергией

h - постоянная Планка.

Дата добавления: 2014-12-16