Реферат : Фотоэффект (работа 1) 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Реферат >> Физика


Фотоэффект (работа 1)




Фотоэффект-испускание электронов телами под действием света, который был открыт в 1887 г. Герценом. В 1888 Гальвакс показал, что при облучении ультрафиолетовым светом электрически нейтральной металлической пластинки последняя приобретает положительный заряд. В этом же году Столетев создал первый фотоэлемент и применил его на практике, потом он установил прямую пропорциональность силы фототока интенсивности падающего света. В 1899 Дж. Дж. Томпсон и Ф. Ленард доказали, что при фотоэффекте свет выбивает из вещества электроны.

Формулировка 1-го закона фотоэффекта: количество электронов, вырываемых светом с поверхности металла за 1с, прямо пропорционально интенсивности света.

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

3-ий закон фотоэффекта: для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, т. е. минимальная частота света v0(или максимальная длина волны y0), при которой ещё возможен фотоэффект, и если v<v0 , то фотоэффект уже не происходит.

Первый закон объяснён с позиции электромагнитной теории света: чем больше интенсивность световой волны, тем большему количеству электронов будет передана достаточная для вылета из металла энергия. Другие законы фотоэффекта противоречат этой теории.

Теоретическое объяснение этих законов было дано в 1905 Эйнштейном. Согласно ему, электромагнитное излучение представляет собой поток отдельных квантов( фотонов) с энергией hv каждый ( 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:

Hv=A+mv2 / 2 , где

mv2 –максимальная кинетическая энергия, которую может иметь электрон при вылете из металла. Она может быть определена:

mv2/2=eU 3 .

U 3 - задерживающее напряжение.

В теории Эйнштейна законы фотоэффекта объясняются следующим образом:

  1. 1.     Интенсивность света пропорциональна числу фотонов в световом пучке и поэтому определяет число электронов, вырванных из металла.

  2. 2.     Второй закон следует из уравнения: mv 2 /2=hv-A.

  3. 3.     Из этого же уравнения следует, что фотоэффект возможен лишь в том случае, когда энергия поглощённого фотона превышает работу выхода электрона из металла. Т. е. частота света при этом должна превышать некоторое определённое для каждого вещества значение, равное A>h. Эта минимальная частота определяет красную границу фотоэффекта:

vo=A/h yo=c/vo=ch/A.

  1. 4.     При меньшей частоте света энергии фотона не хватает для совершения электроном работы выхода, и поэтому фотоэффект отсутствует.

Квантовая теория Эйнштейна позволила объяснить и ещё одну закономерность , установленную Столетевым. В 1888 Столетов заметил, что фототок появляется почти одновременно с освещением катода фотоэлемента. По классической волновой теории электрону в поле световой электромагнитной волны требуется время для накопления необходимой для вылета энергии, и поэтому фотоэффект должен протекать с запаздыванием по крайне мере на на несколько секунд. По квантовой теории же, когда фотон поглощается электроном, то вся энергия фотона переходит к электрону и никакого времени для накопления энергии не требуется.

С изобретением лазеров появилась возможность экспериментировать с очень интенсивными пучками света. Применяя сверхкороткие импульсы лазерного излучения, удалось наблюдать многофотонные процессы, когда электрон, прежде чем покинуть катод, претерпевал столкновение не с одним , а с несколькими фотонами. В этом случае уравнение фотоэффекта записывается: Nhv=A+mv 2 /2,чему соответствует красная граница.

Фотоэффект широко используется в технике. На явлении фотоэффекта основано действие фотоэлементов. Комбинация фотоэлемента с реле позволяет конструировать множество ”видящих” автоматов , которые вовремя включают и выключают маяки , уличное освещение, автоматически открывают двери , сортируют детали, останавливают мощный пресс, когда рука человека оказывается в опасной зоне . С помощью фотоэлементов осуществляется воспроизведение звука , записанного на киноплёнке.

Похожие работы:

  • Фотоэффект и его примененеие в медицине

    Реферат >> Медицина, здоровье
    ... ПЛАН Введение 3 Определение фотоэффекта 6 Виды фотоэффектов 6 Уравнение Эйнштейна 8 Применение фотоэффекта в медицине 10 Заключение ... реальности существования фотонов. Определение фотоэффекта Фотоэлектрическим эффектом (фотоэффектом) называют группу явлений, ...
  • Разработка лабораторного стенда для исследования фотоэффекта

    Дипломная работа >> Информатика, программирование
    ... . Описание задачи Программа «Фотоэффект» должна: обеспечить пользователя информацией ... ) существует лишь запускаемая программа «Фотоэффект». Вся работа с информацие происходит ... При использовании программы «Фотоэффект» достигается значительная экономия времени. ...
  • Внутренний фотоэффект в полупроводниках

    Доклад >> Математика
    ... солнечной энергии является полупроводниковый фотоэффект Внутренний или полупрводниковый фотоэффект - увеличение электропроводности полупроводников ... К этим явлениям относится и внешний фотоэффект. Внешним фотоэффектом называют явление вырывания электронов из ...
  • Работа Эйнштейна над внешним фотоэффектом

    Реферат >> Физика
    ... загадочным явлением – внешним фотоэффектом. Проводя многократные эксперименты, ... , и сформулировал ряд закономерностей фотоэффекта, люминисценсии и фотохимических реакций. ... или нелинейный, фотоэффект. При многофотонном фотоэффекте электрон может одновременно ...
  • Применение фотоэффекта

    Реферат >> Промышленность, производство
    ... света вылетают электроны. Внешний фотоэффект используется в вакуумном фотоэлементе. ... фотоэлемент, использующий явление внешнего фотоэффекта В фотореле под действием ... в инфракрасной технике. При вентильном фотоэффекте электроны переходят из освещённой области ...
  • Интерпретация фотоэффекта

    Реферат >> Математика
    ... интерпретации и возможность более глубокого понимания фотоэффекта [4], [5], [6], [7]. Математическая модель, предложенная А. Эйнштейном для ... зависящую от частоты [1], [2], [3]. Экспериментальные зависимости фотоэффекта представлены на рис. 1 [2]. Рис. 1. ...
  • Корпускулярно - волновой дуализм

    Реферат >> Физика
    ... внешний и внутренний фотоэффект, вентильный фотоэффект и ряд других эффектов. Внешним фотоэффектом называют явление вырывания ... Этот процесс называется внутренним фотоэффектом. В результате внутреннего фотоэффекта увеличиваются количество свободных электронов ...
  • Фотоэлектронная эмиссия

    Реферат >> Физика
    ... 4)Распределение электронов в металле 5)Селективный фотоэффект 6) Квантомеханическая теория фотоэффекта 7) Применение Литература Введение Среди ... жидких фотокатодов.Первоначальное обьяснение селективного фотоэффекта связывалость с особой ориентацией атомов в ...
  • Физика (лучшее)

    Реферат >> Физика
    ... образом объясняется третий закон фо­тоэффекта. 2.Применение фотоэффекта. Открытие фотоэффекта имело очень большое ... в этой главе фотоэффекта, называемого внешним фо­тоэффектом, разнообразные применения находит внутренний фотоэффект в по­лупроводниках. ...
  • Опыт использования компьютерных информационных технологий обучения при преподавании курса "Физика" по пакетам прикладных программ: "Открытая физика", "Физика в картинках"

    Дипломная работа >> Педагогика
    ... научные исследования явления фотоэффекта. Модель. Фотоэффект Схема состоит: ... 6Вопрос№6.Где применятся явление фотоэффекта? Ответ. Фотоэффект применяется в электронных ... излучений? А.Электролиз; Б.Фотосинтез;(+) В.Фотоэффект; Г Электризация Д Ионизация 4.Кто ...