Фотоэффект. Применение фотоэффекта в жизни

Александр Григорьевич Столетов

Внешний фотоэффект

Падая на поверхность металла и поглощаясь в нем, свет вызывает

Вылетающие из вещества электроны называются фотоэлектронами,
а образуемый ими электрический ток

Схема установки для изучения внешнего фотоэффекта

ВАХ фотоэффекта

Iн1 и Iн2 – токи насыщения,
Uз – запирающее напряжение.

Законы Столетова

1. Фототок насыщения Iн пропорционален световому потоку, падающему на катод.

2. Начальная скорость выбитых электронов тем больше, чем больше частота падающего

3. Фотоэффект наблюдается только при облучении светом с частотой, превышающей некоторую

Объяснение законов фотоэффекта в 1905 г. дал Эйнштейн на основе предложенной

Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта

Поглощенная электроном энергия кванта идет на совершение

Полагая в формуле Эйнштейна , найдем красную границу фотоэффекта

или

Если энергия фотона превышает работу выхода, то разность между ними идет

По этой прямой можно найти постоянную Планка и работу выхода.

Опыт Милликена

Внутренний фотоэффект

Заключается в увеличении электропроводности полупровод-ников или диэлектриков под действием света.

Причиной фотопроводимости является увеличение концентрации электронов в зоне проводимости и дырок

Донорный полупроводник

Энергетические схемы переходов в примесных полупроводниках
(   - электроны, 

Вентильный фотоэффект

Наблюдается в области p-n перехода или на границе металл-полупроводник. За

Применение фотоэффекта

Приборы, в которых фотоэффект используется для превращения энергии излучения в

Фотоэффект широко примененяется в различных областях техники (телевидение, фототелеграф, звуковое кино).

Фотоны

Фотон - элементарная частица, которая движется со скоростью света и имеет

Масса фотона

Масса покоя фотона равна нулю.

Массу движущегося фотона найдем из закона

Импульс фотона

В векторной форме

Давление света

Петр Николаевич ЛЕБЕДЕВ (1866—1912)

Основатель выдающейся школы физиков Московского университета. Блестящий экспериментатор.

Опыт Лебедева

Если в единицу времени на единицу площади поверхности с коэффициентом отражения

Изменение импульса каждого поглощенного фотона:

Изменение импульса каждого отраженного фотона:

Изменение импульса ΔpS

Е - энергия N фотонов, падающих на 1 м2 в 1

Давлением света объясняется форма кометных хвостов.

Солнечный парус

Фотоны

Эффект Комптона – это увеличение длины волны рентгеновского излучения, рассеянного на

Эффект Комптона можно объяснить только на основе корпускулярной природы света. В

Схема опыта Комптона

рентгеновская трубка

рассеивающее вещество

рентгеновский спектрограф

Комптон обнаружил, что в рассеянном свете присутствует компонента с большей длиной

Разность длин волн рассеянного и падающего излучения Δλ зависит от угла

комптоновская длина волны

Теория эффекта Комптона

импульсы фотонов до и после рассеяния

Для упругого удара можно записать законы сохранения импульса и энергии в