Електричний коливальний контур 6 страница

Цей закон можна пояснити як квантовою, так і хвильовою теорією світла.

а) Квантова теорія. Електрон може поглинути тільки один електромагнітний квант тієї самої енергії hν, бо він набагато раніше втрачає набуту енергію (стикаючись з іонами), ніж поглине ще один квант. Тому один електромагнітний квант може вибити з поверхні речовини тільки один електрон.

Якщо збільшити інтенсивність світла, то збільшується кількість квантів, це приводить до зростання кількості фотоелектронів і як наслідок зростає струм насичення.

б) Хвильова теорія. Інтенсивність світла – це амплітуда електромагнітних хвиль. Збільшуючи інтенсивність, збільшують енергію хвилі, а отже, і кількість фотоелектронів.

4. Межі застосування. Закон застосовують для опису явища фотоефекту.

 

Другий закон фотоефекту

1. Установлює, від чого залежить максимальна кінетична енергія фотоелектронів при явищі зовнішнього фотоефекту.

Рисунок 25.4 До пояснення ІІ закону фотоефекту.

2. Визначення. Максимальна кінетична енергія вибитих фотоелектронів лінійно зростає з ростом частоти електромагнітного випромінювання, яке викликає явище фотоефекту.

* Від частоти залежить колір світла.

3. Математичний опис. Цей закон можна пояснити тільки квантовою теорією світла. Енергія кванта світла (hn) іде на роботу виходу фотоелектронів з поверхні металу (А) й на надання йому кінетичної енергії (W_max) (Рисунок 25.4а).

Зі збільшенням частоти світла енергія його квантів зростає. Проте інтенсивність світла не збільшує енергію квантів. Тому світло з малою частотою електромагнітної хвилі фотоефект не викликає, яким би яскравим воно не було.

Другий закон фотоефекту можна пояснити за допомогою графіка вольт - амперної характеристики фотоефекта Так на рисунку 25.4б представлено два графіки, для великої (1) й малої (2) частоти світла однакової інтенсивності. Те, що інтенсивність у них однакова, пояснюється збігом їх струмів насичення. А про максимальну кінетичну енергію фотоелектронів можна говорити на основі затримуючої напруги (Uз), бо hν=A+eU_з. З графіків видно, що для першого випромінювання вона більша за модулем (U_з1 >U_з2), а це означає, що частота поглинутого випромінювання в першому випадку більша, ніж у другому.

4. Межі застосування. Застосовують для описування явища фотоефекту.

 

Третій закон фотоефекту, або червона межа фотоефекту l_ч (ф.в.)

1. Червона межа фотоефекту – це характеристика властивостей речовини, яка показує її придатність до фотоефекту.

2. Визначення. Червона межа фотоефекту – це найбільша довжина електромагнітної хвилі, при якій спостерігають явище фотоефекту.

3. Червона межа фотоефекту – це скалярна величина.

4. hν=A+W_max; W_max=0; hν_ч=A; с=λν_ч; ; → .

5. [ l ]= м.

*Якщо опромінювання поверхні речовини проводиться лазером, то один електрон може поглинути два абсолютно однакові електромагнітні кванти (і більше). У цьому разі закони фотоефекту порушуються. Це відбувається тому, що два електромагнітні кванти з сумарною енергією 2hν поводять себе так, як один квант з подвійною частотою h(2υ), а це означає, що частота світла ніби подвоюється й умова червоної межі не буде виконуватися.