Явление фотоэффекта

Проблема:
Противоречие между электродинамикой Максвелла и экспериментами по излучению веществом коротких электромагнитных волн.

Гипотеза Планка
Излучение и поглощение электромагнитных волн атомами и молекулами вещества происходит не непрерывно, а дискретно, т.е. отдельными квантами (фотонами)

Формула Планка

Фотоэффект.
Это явление, состоящее в выбивании светом (э/м волной) электронов с поверхности металла. Открыто явление в 1887 году Г. Герцем.
Первые экспериментальные исследования – А.Г. Столетов, В. Гальвакс, А. Риги. (с. 271 - 273)

Схема опыта по фотоэффекту

Законы фотоэффекта.
Количество фотоэлектронов, вырываемых светом с поверхности металла за 1 с., прямо пропорционально поглощаемой за это время энергии световой волны.(с. 272)
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности. (с. 273)

Формула Эйнштейна для фотоэффекта

Красная граница фотоэффекта.
Это минимальная частота (максимальная длина волны), при которой возможен фотоэффект (с. 274)

Значение работы выхода для разных веществ

Свойства фотонов:
Фотон является электрически нейтральной частицей (q =0)
Во всех системах отсчета скорость фотона равна скорости света в вакууме: (v=c)
Энергия фотона пропорциональна частоте э/м излучения, квантом которого он является.
Импульс фотона равен отношению его энергии к скорости и обратно пропорционален его длине волны. (слайд. 11)
Фотон является безмассовой частицей, т.е. его масса покоя равна нулю (m = 0)

Длина волны фотона

Импульс фотона

Гипотеза де Бройля:
Корпускулярно-волновой дуализм является универсальным свойством материальных объектов, характерным не только для фотонов, но и для любых других микрочастиц.
Если какая-либо частица обладает импульсом p, то ей соответствует длина волны:
λ = h / p. – длина волны де Бройля.

Волна Де-Бройля

Вопросы к проверочной работе по теме «Фотоэффект».
В формулах написать все обозначения, названия и единицы измерения физических величин.
Определение фотоэффекта.
Первый закон фотоэффекта.
Второй закон фотоэффекта.
Определение красной границы фотоэффекта.
В чем заключается корпускулярно-волновой дуализм света?
Формула Планка.
Формула красной границы фотоэффекта.
Формула Эйнштейна для фотоэффекта.
Формула длины волны фотона.
Формула импульса фотона.