2015-01-21
3681
25. Основные понятия и формулы
Фотоэлектрический эффект - это процесс вырывания электронов с поверхности жидких и твердых веществ под действием света.
На рис. 58 изображены зависимости силы фототока i от напряжения U, соответствующие двум падающим световым потокам: 
(кривая а) и 
(кривая b).
Частота света в обоих случаях одинакова. Существование фототока в области отрицательных напряжений от 0 до 
объясняется тем, что фотоэлектроны, выбитые светом из катода, обладают отличной от нуля начальной кинетической энергией. Следовательно, максимальная начальная скорость 
фотоэлектронов связана с 
соотношением
,
где е и m - заряд и масса фотоэлектрона соответственно. По мере увеличения U фототок i постепенно возрастает, так как все большее число фотоэлектронов достигает анода. Максимальное значение силы тока насыщения 
называется фототоком насыщения и соответствует таким значениям U, при которых все электроны, выбиваемые из катода, достигают анода
,
где N - число фотоэлектронов, вылетевших их катода за 1 с.
|
|
|
Законы внешнего фотоэффекта:
1. Максимальная начальная скорость фотоэлектронов определяется частотой света и не зависит от его интенсивности.
2. Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, то есть минимальная частота 
света, при которой еще возможен внешний фотоэффект ( зависит от химической природы вещества и состояния его поверхности).
3. Число фотоэлектронов N, вырываемых из катода за единицу времени, пропорционально интенсивности света (фототок насыщения пропорционален падающему световому потоку).
Для выхода электрона из металла он должен совершить работу выхода А. В результате поглощения фотона электрон приобретает энергию 
. Если 
, то электрон может вырваться из металла. В соответствии с законом сохранения энергии максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов
.
Это уравнение называется уравнением Эйнштейна для внешнего фотоэффекта, с учетом соотношения (1) уравнение фотоэффекта можно переписать
.
26. Красная граница фотоэффекта:
или 
,
где 
- минимальная частота света, при которой еще возможен фотоэффект; 
- максимальная длина волны света, при которой еще возможен фотоэффект; h - постоянная Планка; c - скорость света в вакууме.
