Фотоелектричний ефект був відкритий в 1887 році німецьким фізиком Р. Герцом і в 1888–1890 роках експериментально досліджений А. Р. Столєтовим. Якнайповніше дослідження явища фотоефекту було виконано Ф. Ленардом в 1900 р. До цього часу вже був відкритий електрон (Д. Томсон, 1897 р.), і стало ясно, що фотоефект (або точніше – зовнішній фотоефект) полягає у вириванні електронів з речовини під дією падаючого на нього світла.

Схема експериментальної установки для дослідження фотоефекту зображена на мал. 8.2.1.

Малюнок 8.2.1. Схема експериментальної установки для вивчення фотоефекту.

У експериментах використовувався скляний вакуумний балон з двома металевими електродами, поверхня яких була ретельно обчищена. До електродів прикладалася деяка напруга U, полярність якої можна було змінювати за допомогою подвійного ключа. Один з електродів (катод До) через кварцове віконце освітлювався монохроматичним світлом деякої довжини хвилі λ, і при незмінному світловому потоці знімалася залежність сили фотоструму I від прикладеної напруги. На мал. 8.2.2 зображені типові криві такої залежності, одержані при двох значеннях інтенсивності світлового потоку, падаючого на катод.

Малюнок 8.2.2. Залежність сили фотоструму від прикладеної напруги. Крива 2 відповідає більшій інтенсивності світлового потоку. Iн1 і Iн2 – струми насичення, Uз – замикаючий потенціал.

Криві показують, що при достатньо великих позитивних напругах на аноді А фотострум досягає насичення, оскільки всі електрони, вирвані світлом з катода, досягають анода. Ретельні вимірювання показали, що струм насичення Iн прямо пропорційний інтенсивності падаючого світла. Коли напруга на аноді негативна, електричне поле між катодом і анодом гальмує електрони. Анода можуть досягти тільки ті електрони, кінетична енергія яких перевищує |eU|. Якщо напруга на аноді менше ніж –Uз, фотострум припиняється. Вимірюючи Uз, можна визначити максимальну кінетичну енергію фотоелектронів:

До здивування учених, величина Uз виявилася не залежною від інтенсивності падаючого світлового потоку. Ретельні вимірювання показали, що замикаючий потенціал лінійно зростає із збільшенням частоти ν світла (мал. 8.2.3).

Малюнок 8.2.3. Залежність замикаючого потенціалу Uз від частоти ν падаючого світла.

Численними експериментаторами були встановлені наступні основні закономірності фотоефекту:

1. Максимальна кінетична енергія фотоелектронів лінійно зростає із збільшенням частоти світла ν і не залежить від його інтенсивності.

2. Для кожної речовини існує так звана червона межа фотоефекту, т. е. якнайменша частота νmin, при якій ще можливий зовнішній фотоефект.

3. Число фотоелектронів, вирваних світлом з катода за 1 с, прямо пропорційно інтенсивності світла.

4. Фотоефект практично безінерційний, фотострум виникає миттєво після початку освітлення катода за умови, що частота світла ν > νmin.

Всі ці закономірності фотоефекту в корінні суперечили уявленням класичної фізики про взаємодію світла з речовиною. Згідно хвильовим уявленням електрон при взаємодії з електромагнітною світловою хвилею повинен був би поступово накопичувати енергію, і був би потрібно значний час, залежний від інтенсивності світла, щоб електрон накопичив достатньо енергії для того, щоб вилетіти з катода. Як показують розрахунки, цей час повинен був би обчислюватися хвилинами або годинником. Проте, досвід показує, що фотоелектрони з'являються негайно після початку освітлення катода. В цій моделі неможливо було також зрозуміти існування червоної межі фотоефекту. Хвильова теорія світла не могла пояснити незалежність енергії фотоелектронів від інтенсивності світлового потоку, пропорційність максимальної кінетичної енергії частоті світла.

Характеристика роботи

Реферат

Кількість сторінок: 7

Безкоштовна робота

Закрити

Фотоелектричний ефект

Замовити дану роботу можна двома способами:

  • Подзвонити: (067) 380–84–93, (097) 844–69–22 та (050) 297–73–76
  • Заповнити форму замовлення:
Не заповнені всі поля!
Обов'язкові поля до заповнення «ім'я» і одне з полів «телефон» або «email»

Щоб у Вас була можливість впевнитись в наявності обраної роботи, і частково ознайомитись з її змістом, ми можемо за бажанням відправити частини даної роботи безкоштовно. Всі роботи виконані в форматі Word згідно з усіма вимогами щодо оформлення даних робіт.