Студопедия
Новини освіти і науки:
МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах


РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання


ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ"


ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ


Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків


Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні


Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах


Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами


ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ


ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів



Контакти
 


Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция






Тема №8. ФОТОЕЛЕКТРИЧНИЙ ЕФЕКТ. ДОСЛІДЖЕННЯ СТОЛЄТОВА

 

Одним з найважливіших проявів взаємодії світла з речовиною, що розкриває фотонну природу світла, а також має велике практичне значення, є так званий фотоелектричний ефект.

Фотоефект є результатом взаємодії фотонів світла з електронами речовини. Зокрема, в конденсованих системах (твердих тілах, рідинах) фотони спричиняють або вилітання електронів за межі тіл (зовнішній фотоефект), або ж перехід електронів з однієї енергетичної зони в іншу (внутрішній фотоефект); у газах фотоефект зводиться до іонізації атомів і молекул під дією світла. Існує також ядерний фотоефект — вивільнення складових частинок ядра (нуклонів) під дією жорсткого гамма-проміння.

 

Явище фотоефекту відкрив Г. Герц у 1883 р. Він помітив, що електричний розряд між двома різнойменно зарядженими цинковими кульками дуже полегшується, якщо їх освітити ультрафіолетовим світлом. Проте фотоефект як самостійне явище вивчив О. Г. Столєтову 1888-1890 pp.

 

Вже в перших дослідах із зарядженими металевими пластинками О. Столєтов встановив, що під впливом падаючого світла, переважно ультрафіолетового, тіло втрачає заряд, але тільки тоді, коли воно заряджене негативно; позитивний заряд тіла під дією світла не зменшується.

 

Пізніше О. Столєтов, з метою усунення сторонніх впливів, досліджувану пластинку розміщував у вакуумній камері (рис. 95), де вона була катодом К; для анода вводив пластинку А. Катод освітлювався крізь кварцове віконце О.

Рис 95.

 

Досліди, проведені з різними металевими пластинками, показували, що струм у колі з'являється тоді, коли катод освітлюється; очевидно, носіями струму в вакуумній трубці ставали вивільнені з катода під дією світла електрони.

 

Збільшення напруги між катодом і анодом спочатку приводило до збільшення фотоструму в колі (рис. 96), але при досягненні деякої напруги фотострум переставав зростати і залишався незалежним від напруги. Утворювався струм насичення. Дальше збільшення струму можна було зумовити лише збільшенням інтенсивності світла, що падало на катод.

 

Рис. 96

 

Струм насичення можна виразити через заряд електрона eі кількість електронів п, що вивільняються з катода за одиницю часу,

(1)

Таким чином, за струмом насичення можна було робити висновок про кількість електронів, що вивільняються з катода за одиницю часу, та про залежність їх числа від величини падаючого світлового потоку.

Досліди з чутливим гальванометром показали, що потік електронів від освітленого катода досягає анода і без прискорюючої напруги між ними. Щоб звести фотострум до нуля, довелося прикласти до електродів у приладі Столєтова деяку гальмуючу напругу U1. Очевидно, електрони, що вивільнялися з катода під дією світла, діставали певну швидкість, яку можна було визначити за значенням гальмуючої напруги U1а саме:

(2)

де eі т— відповідно заряд і маса електрона.

Дослідження Столєтова та інших учених привели до встановлен­ня таких закономірностей фотоефекту.

1. Явище фотоефекту безінерційне, тобто з припиненням освітлення поверхні воно зразу ж припиняється; дослідження показали, що час між паданням світла і виходом електронів з металу не перевищує 10~8 с.

2. Кількість електронів, що вивільняються світлом за 1 с (або фотострум насичення), прямо пропорційна світловому потоку, що падає на досліджуване тіло.

3. Швидкість вилітаючих фотоелектронів тіла тим більша, чим більша частота v падаючого світла і не залежить від його інтенсивності.

4. Незалежно від інтенсивності світла, фотоефект починається тільки при цілком певній для даного металу мінімальній частоті світла; цю частоту називають «червоною межею» фотоефекту.

Вивільнення електронів з металів під дією світла можна було пояснити дією електричного або магнітного поля. І цей факт наче підтверджував хвильову електромагнітну природу світла. Проте закономірності фотоефекту неможливо було погодити з основними положеннями хвильової теорії світла. Важче було пояснити безінерційність фотоефекту, бо ж з падаючого хвильового потоку електрон, завдяки дуже малим розмірам, повинен сприймати дуже незначну енергію і накопичувати її тривалий час, доки вона стане достатньою для подолання зв'язків електрона з атомами. Розрахунки показують, що навіть при значній інтенсивності світла вихід електрона мав би наставати лише через кілька днів.

З погляду хвильової теорії світла неможливо було з'ясувати неза­лежність швидкості вилітаючих електронів від інтенсивності світла, бо ж коли на тіло падає світлова електромагнітна хвиля, то вона повинна приводити електрони у вимушені коливання, амплітуда яких пропорційна амплітуді світлової хвилі. Але амплітуда світлової хвилі визначає інтенсивність світла. Тому енергія вимушених коливань електронів, вихід їх з тіла і швидкість мали б залежати від інтенсивності світла. Насправді такої залежності немає.


Читайте також:

  1. Адаптовані й специфічні методи дослідження у журналістикознавстві
  2. Актуальність дослідження
  3. Алгоритм дослідження кон’юктури
  4. Аналіз документів як метод соціологічного дослідження.
  5. Аналіз інформації та постановка задачі дослідження
  6. Аналіз потреб споживачів та аналіз конкурентів у процесі маркетингового дослідження
  7. Аналітичний метод дослідження
  8. Анкета — основний інструмент дослідження
  9. Біохімічне дослідження жовчі.
  10. Вибір методів дослідження
  11. Вибір методу (методики) проведення дослідження
  12. Вибір методу дослідження




Переглядів: 712

<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
 | РІВНЯННЯ ЕЙНШТЕЙНА

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

 

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.004 сек.