Явление фотоэффекта

Генрих Рудольф Герц
1857–1894 гг.
Фотоэлектрический эффект был открыт в 1887 году немецким физиком Г. Герцем

А. Г. Столетов
1839–1896 гг.
Показал возможность применения фотоэффекта на практике.
В диссертации «Исследования о функции намагничения мягкого железа» описал метод исследования ферромагнетиков и установил вид кривой намагничения.

Фотоэффект — это вырывание электронов из вещества под действием света.

Явление фотоэффекта нельзя объяснить на основе волновой теории света, т.к. не доказано почему световые волны малой частоты не могут вырывать электроны, даже если амплитуда волны велика и, следовательно, велика сила, действующая на электроны.

V
mA

O
U
Число электронов, вырываемых светом с поверхности металла за 1 с, прямо пропорционально поглощаемой за это время энергии световой волны.
Ток насыщения

Под действием излучения с поверхности цинка вылетают отрицательные частицы – электроны.
2. Явление фотоэффекта происходит под воздействием излучения только высокой частоты.
3. При увеличении частоты излучения скорость фотоэлектронов возрастает.
4. Число вырванных с поверхности вещества электронов прямо пропорционально зависит от интенсивности излучателя
Анализируя результаты проведенных опытов, А.Г.Столетов пришел к следующим выводам:

Электрическое поле тормозит вырванные электроны до полной остановки, а затем возвращает их на электрод. Это напряжение называют задерживающим.
0
U

Максимальное значение кинетической энергии электронов

При изменении интенсивности света или плотности потока излучения задерживающее напряжение не меняется. Значит, не меняется кинетическая энергия электронов.

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно растёт с частотой света и не зависит от его интенсивности.
Если частота света меньше определённой для данного вещества минимальной частоты Vmin, то фотоэффекта не происходит.

Закон сохранения энергии
для фотоэлектрического эффекта

Альберт Эйнштейн
1879–1955 гг.
Доказал, что фотоэффект прекращается тогда, когда энергия кванта меньше или равна
работе выхода электрона из вещества.

-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-

Альберт Эйнштейн
1879–1955 гг.
В 1905 г. дал объяснение фотоэффекта.
Доказал, что свет имеет прерывистую структуру и поглощается отдельными порциями.

Энергия излучения

Энергия излучения

Работа выхода — это минимальная энергия, которую надо сообщить электрону, чтобы он покинул металл.

Красная граница фотоэффекта

Для каждого вещества существует максимальная длина волны, при которой фотоэффект ещё наблюдается. При больших длинах волн фотоэффекта нет.

Красная граница фотоэффекта

Постоянная Планка

Формула Эйнштейна для фотоэффекта

Упражнение 33 №2
Длина волны, соответствующая красной границе фотоэффекта, для натрия составляет 530 нм. Определите работу выхода электронов для натрия. Ответ представьте в эВ.
Примеры решения задач