Clasa fizică

24. Efectul fotoelectric și legile acestuia. Ecuația lui Einstein pentru efectul fotoelectric. Aplicarea efectului fotoelectric în inginerie

În 1900, fizicianul german Max Planck a conjecturat: lumina este radiată și absorbită de porțiuni separate - quanta (sau fotoni). Energia fiecărui foton este determinată de formula, unde este constantă Planck, egală cu frecvența luminii. Ipoteza lui Planck explică multe fenomene: în special, fenomenul efectului fotoelectric, deschis, iar în 1887 savantul german Heinrich Hertz și a studiat experimental om de știință rus Alexander Grigorievici Stoletov.







Efectul fotoelectric este fenomenul emisiei de electroni prin materie sub acțiunea luminii. Dacă placa de încărcare zinc atașat la un electrometru și un iluminat negativ de înaltă tensiune umflat (Fig. 35), electrometru evacuat rapid.

Ca urmare a cercetării, au fost stabilite următoarele reguli empirice:

- numărul de electroni extrași cu lumină de pe suprafața metalului în 1 s este direct proporțional cu energia absorbită de undele luminoase în acest timp;

- energia cinetică maximă a electronilor foto crește liniar cu frecvența luminii și depinde de intensitatea acesteia.







În plus, au fost stabilite două proprietăți fundamentale.

Mai întâi, inerția efectului fotoelectric: procesul începe imediat la începutul iluminării.

În al doilea rând, prezența caracteristicii de frecvență minimă pentru fiecare metal - marginea roșie a efectului fotoelectric. Această frecvență este astfel încât atunci când efectul fotoelectric nu se produce la nici o lumină, dacă, atunci efectul fotoelectric începe chiar și la o energie scăzută.

Teoria efectului fotoelectric a fost creată de omul de știință german A. Einstein în 1905. Baza teoriei lui Einstein este conceptul funcției de lucru a electronilor din metal și conceptul de radiație cuantică a luminii. Conform teoriei lui Einstein, efectul fotoelectric are următoarea explicație: absorbția unui cuantum de lumină, un electron dobândește energii. Odată cu plecarea de pe metal, energia fiecărui electron se diminuează cu o anumită sumă, care se numește funcția de lucru (). Rezultatul de lucru este un loc de muncă care trebuie folosit pentru a îndepărta un electron din metal. Prin urmare, energia cinetică maximă a electronilor după emisie (dacă nu există alte pierderi) este :. Prin urmare,

.

Această ecuație se numește ecuația lui Einstein.

Există fotocelule de semiconductori și care sub influența luminii există o schimbare în concentrația transportatorilor curenți. Acestea sunt utilizate în circuitele de control automat (de exemplu, turnicheti metrou), în circuite de curent alternativ, ca o surse de energie neregenerabile în ore, calculatoare, testate primele masini solare sunt folosite in celule solare pe sateliți Pământului, stații automate interplanetare și orbitale .

Cu fenomenul efectului fotoelectric, procesele fotochimice care apar sub acțiunea luminii în materiale fotografică sunt asociate.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: