Фэтоэффект

Оглавление

Введение…………………………………………………………………………..3

Основная часть……………………………………………………………………4

•  История открытия ………………………………………………………….4
•  Внешний фотоэффект………………………………………………………5
•  Внутренний фотоэффект…………………………………………………...9
•  Применение  фотоэффекта………………………………………………..10

Заключение……………………………………………………………………….12

Используемые источники……………………………………………………….13

Введение

На основании концепции волновой природы света было описано множество оптических явлений. Но в конце 19 – нач. 20 вв. ученые открыли много таких явлений (тепловое излучение, излучение молекул и атомов, фотоэлектрический эффект, рентгеновские лучи), которые нет возможности объяснить со стороны волновых свойств света. Объяснение полученных результатов эксперимента стало возможно на принципе корпускулярных представлений о природе света. Возникла неоднозначная ситуация, которая была использована для объяснения многих оптических эффектов при помощи противоположных физических моделей частиц и волн. В каких-то случаях свет проявлял корпускулярные свойства, а в других – волновые.

В ряде различных физических явлений, в которых можно наблюдать проявление влияния света на материю, особую роль играет фотоэлектрический эффект, то бишь вырывание электронов из вещества под действием световых лучей. Проанализировав это явление, ученные пришли к идее о существовании квантов света. Это сыграло большую роль в появлении актуальных теоретических концепций. В то же время явление фотоэффекта применяется в фотоэлементах, которые широко используются в различных сферах науки

Основная часть

История открытия

Открытие фотоэлектрического эффекта относится к 1887 году. Генрих Рудольф Герц заметил, что направив пучок ультрафиолетового света на искровой промежуток, прохождение искры между пластинами значительно облегчилось. Явление, открытое ученым, можно рассмотреть в следующем простом эксперименте (рис. 1)

В цепи, которая состоит из конденсатора (С) и трансформатора (Т), длину искрового промежутка F необходимо подобрать так, чтобы искра проскакивала с трудом (1-2 раз/мин.). Если на электроды, изготовленные из чистейшего цинка, пустить пучок световых лучей из ртутной лампы, то таким образом разряд конденсатора заметно упрощается: искра начинает проскакивать.[pic 1][pic 2]

Альберт Эйнштейн в 1905г. объяснил фотоэлектрический эффект с помощью гипотезы немецкого физика Макса Планка, которая утверждает квантовую природу света. За это открытие в 1921г. ему присудили Нобелевскую премию. В работе Эйнштейна содержалась гипотеза, которая играла большую роль. Согласно теории Макса Планка, световое излучение осуществляется только квантованными порциями, а Эйнштейн уже утверждал, что свет существует только в квантовых порциях. Формула Эйнштейна для фотоэффекта непосредственно следует из представления о свете как о частицах (фотонах):

[pic 3]

где  Ekin – кинетическая энергия вылетающего электрона,

A – работа выхода для данного вещества,

v – частота падающего света,

h – постоянная Планка, которая получилась точно той же, что и в формуле, которую Планк использовал для излучения абсолютно чёрного тела.

Проанализировав эту формулу, сделали заключение, что существует красная граница фотоэффекта. Таким образом, исследования фотоэффекта можно считать одними из самых первых в сфере квантово-механических исследований.

Внешний фотоэффект

Внешний фотоэлектрический эффект - это вырывание электронов из вещества электромагнитным излучением. Электроны же, вырванные из вещества во время внешнего фотоэффекта, называются фотоэлектронами, а фототок - это электрический ток, который они генерируют, когда движутся упорядоченным образом во внешнем электрическом поле.