Урок: 90 Фотоефект. Рівняння фотоефекту.

У розвитку уявлень про природу світла важливий крок зроблено під час вивчення явища фотоефекту, відкритого Г. Герцем і ґрунтовно дослідженого О. Столєтовим.

Фотоефектом називають явище вивільнення електронів речовини під дією світла.

Розрізняють: зовнішній фотоефект – явище вибивання електронів із поверхні тіла під дією електромагнітного випромінювання; внутрішній фотоефект – явище збільшення електропровідності напівпровідника або діелектрика за рахунок електронів, вирваних із молекул, чи атомів під дією світла.

Використовуючи вакуумний скляний балон з двома електродами, Столєтов дослідив кількісні закономірності зовнішнього фотоефекту. Результати показали, що фотоефект є без інерційним, оскільки фотострум з’являється одночасно з освітленням фотокатода.

У період проведення Столєтовим досліджень явища фотоефекту ще не було відкрито електрон, не існувало гіпотези Планка, тому тогочасна фізика не могла пояснити результати його дослідів.

Аналізуючи вольт-амперні характеристики для фотоефекту, отримані за різних значень світлового потоку, можна дійти висновку:

а) за відсутності напруги між електродами фотострум відмінний від нуля (фотоелектрони під час вильоту мають кінетичну енергію);

б) у разі досягнення між електродами певної напруги

значення фотоструму не змінюється на віть при збільшенні напруги, тобто його значення досягає насичення

в) за деякої гальмівної напруги фотострум припиняється.

Коли енергія фотоелектронів є такою ж, як і енергія поля, що повертає їх назад до електрода, справедливим є вираз:

Вимірявши гальмівну напругу, можна знайти максимальне значення кінетичної енергії електронів, які вириваються світлом із катода.

У результаті дослідів було сформульовано закони зовнішнього фотоефекту:

1)кількість електронів, вирваних світлом з поверхні металу за 1 с, є прямо пропорційною поглинутій енергії світлової хвилі;

2)максимальна кінетична енергія фотоелектронів зростає лінійно з частотою світла і залежить від його інтенсивності;

3)для кожної речовини існує «червона межа фотоефекту» (поріг фотоефекту) – така найменша частота (чи найбільша довжина світлової хвилі), за якої ще можливий фотоефект

Рівняння Ейнштейна для фотоефекту:

Домашнє завдання:

1. Вивчити § 24, ст.166, підручник Фізика і астрономія (рівень стандарту, за навчальною програмою авторського колективу під керівництвом Ляшенка О.І.) 11 клас авт. Головко М.В.,Крячко І.П., Мельник Ю.С., Непорожня Л.В., Сіпій В.В.

2.Відповісти на запитання ст.168 та розв’язати задачі 1(п) – 10 (с), ст.171, ст.172, підручник Фізика і астрономія (рівень стандарту, за навчальною програмою авторського колективу під керівництвом Ляшенка О.І.) 11 клас авт. Головко М.В.,Крячко І.П., Мельник Ю.С., Непорожня Л.В., Сіпій В.В.

Підручник