хипотеза на Планк, блестящо реши да оспори топлинна черно тяло радиация бе потвърдена и доразвити в обяснението на фотоелектричния ефект - явление, откриването и изучаването на който играе важна роля в развитието на квантовата теория. Разграничаване фотоелектричния ефект за външно, вътрешно и клапа. Външно фотоелектричния ефект (фотоефект) се нарича материал емисия на електрони от електромагнитни излъчвания. Външният фотоелектричния ефект се наблюдава в твърди вещества (метали, полупроводници, диелектрици), както и газове в отделните атоми и молекули (фотойонизация). Фотоелектричния ефект се открива (1887) от Н. Hertz, наблюдаваното подобряване на процеса на освобождаване от облъчване на ултравиолетова лъч на разликата искра.
Първият основен изучаването на фотоелектричния ефект, постигнат от български учен А. Столетов. Концепция за изследване на фотоелектричния ефект е показан на фиг. 289. два електрода (катод К изработени от метал и анод А - веригата Stoletova прилагат метална мрежа) във вакуумна тръба свързана с батерия, така че потенциометър R може не само да се промени стойността и знака на напрежение се прилага към тях. Токът, генерирани при катода осветен с монохроматична светлина (през прозорец кварц), измерена милиамперметър включен във веригата. Cathode облъчване светлина на различни дължини на вълните, СТОЛЕТОВ намерени следните модели не са загубили своето значение за нашето време: 1) осигурява най-ефективното действие на ултравиолетовите лъчи; 2) под действието на светлина вещество губи само отрицателни заряди; 3) ток, поради действието на светлина е директно пропорционална на интензитета.
J. J. 1898 Thomson Той измерва специфичната заряда на частиците, отделяни от действието на светлината (от отклонението на електрически и магнитни полета). Тези измервания показват, че електроните се извади под въздействието на светлина.
Вътрешният фотоелектричния ефект - това се дължи на електромагнитно излъчване, електронни преходи в рамките на полупроводника или диелектрик от свързано състояния в наличност без отклонение в посока навън. В резултат, концентрацията на носител в тялото се увеличава, което води до поява на photoconductivity (повишаване на електропроводимостта на полупроводника или диелектрик, когато е осветен), или до появата на напр. г. а.
Valve фотоелектричния ефект - появата на електронната. г. а. (Снимка д. Р. С.) при осветяване на контакт между две различни полупроводници или на полупроводници и метал (в отсъствие на външно електрическо поле). Фотоефект клапан се отваря, така че пътят за пряко преобразуване на слънчевата енергия в електричество.
Фиг. 289 показва експериментална настройка за изучаване на волт-амперна характеристика фотоелектричния - I. В зависимост фототока генерира електронен сноп се излъчва от катода под влиянието на светлина, напрежението U между електродите. Такава зависимост съответстваща на две различни илюминация катод (честотата на светлина същото в двата случая), е показана на Фиг. 290.
Както фототока увеличава постепенно U, т.е.. Е. Все повече фотоелектроните достигащи анода. Лекият естеството на кривите показва, че електроните, излъчвани от катода с различни скорости. Максималната текущата стойност - на насищане фототок - U. Така определената стойност, на която всички електрони, излъчени от катода достигне анод:
където п - брой на електрони, излъчвани от катода 1.
От характеристиките на сегашното напрежение, от това следва, че при U = 0 фототок изчезва. Следователно електрони изхвърлени от катода от светлина, имат определена начална скорост V. и по този начин по-различна от нула кинетична енергия и може да достигне до анода без външен област. С цел да се превърне в фототок е равна на нула, е необходимо да се направи незабавно napryazhenieU0. Когато U = U0 никой от електрони с дори когато се излиза от Vmax максималната скорост катод. не може да се преодолее областта забавящия и да стигнат до анода. Ето защо,
т. е. забавяне измерване напрежение U0 на. Можете да определите максималните стойности на скоростта и кинетичната енергия на фотоелектроните.
Когато се изследват характеристиките на сегашното напрежение на различни материали (повърхностна гладкост е важно, така че Измерванията се провеждат при вакуум и пресни повърхности) на различни честоти на излъчване инцидент на катода и различно излъчване катод и синтез на данни, получени след трите закона на външната фотоелектричния ефект са установени.
I. Закон Столетов. на фиксирана честота на падащата светлина броят на фотоелектроните освобождават от катода за единица време е пропорционална на интензитета на светлината (насищане мощност фототок пропорционална на излъчването му катод).
II. II. Максималната началната скорост (максималната първоначална кинетичната енергия) не зависи от интензивността на фотоелектроните падащата светлина, и се определя само от нейната честота. а именно увеличава линейно с увеличаване на честотата.
III. За всеки материал има "червена линия" фотоефект, т. Е. Минимална честота светлина (в зависимост от химичната природа на веществото и състоянието на повърхността), при която интензитетът на светлина причинява фотоелектричния ефект.
Едно качествено обяснение на фотоефекта от точката на вълната на оглед, на пръв поглед, не е трябвало да бъде трудно. Всъщност, под влиянието на областта на светлина вълна в метала изглежда принудени трептения на електрони, чиято амплитуда (например резонанс) може да бъде достатъчно, за да гарантира, че електроните напускат метал; След това се наблюдава фотоелектричния ефект. Кинетичната енергия, с която електроните се излъчват от метал би трябвало да зависи от интензивността на падащата светлина, тъй като увеличаването на последния електрон да прехвърли повече енергия. Въпреки това, този извод е в противоречие със законите на фотоефекта II. Тъй като, съгласно теорията на вълната, енергията на предавани електрони е пропорционална на интензитета на светлината, с оглед на всяка честота, но достатъчно висок интензитет трябва да дръпне електрони от метала; с други думи, "червените ръб" фотоелектричния ефект не трябва да противоречи на законите на фотоефекта III. В допълнение, на вълновата теория не може да обясни липсата на инерция на фотоелектричния ефект. създадена от експерименти. По този начин, фотоелектричния ефект е необяснима от гледна точка на вълновата теория на светлината.
Свързани статии