Фотаэфект: Розніца паміж версіямі

[недагледжаная версія][недагледжаная версія]
Змесціва выдалена Змесціва дададзена
дрНяма тлумачэння праўкі
др clean up, replaced: 1873 году → 1873 года, ''' - → ''' —, міні| → thumb| (2), У 1873 года → У 1873 годзе, Файл: → Выява: (2), эфэкт → эфект (2), нэтычная → using AWB
Радок 1:
{{Квантавая механіка}}
 
'''Фотаэфект''' - гэта выпусканне [[Электрон|электронаўэлектрон]]аў рэчывам пад дзеяннем святла (і, наогул кажучы, любога [[Электрамагнітнае выпраменьванне|электрамагнітнага выпраменьвання]]). У кандэнсаваных рэчывах (цвёрдых і вадкіх) вылучаюць вонкавы і ўнутраны фотаэфект.
 
Законы фотаэфекту:
Радок 7:
Фармулёўка '''1-га закона фотаэфекту''': ''Сіла фотатока прама прапарцыйная шчыльнасці [[Светлавы паток|светлавога патоку]]''.
 
Згодна з '''2-му закону фотаэфекту''', ''максімальная [[кінэтычнаякінетычная энергія]] электронаў, што вырываюцца святлом, лінейна ўзрастае з [[Частата|частатой]] святла і не залежыць ад яго інтэнсіўнасці''.
 
'''3-й закон фотаэфекту''':''для кожнай рэчывы існуе чырвоная мяжа фотаэфекту, то ёсць мінімальная частата святла <math>\nu_0</math> (або максімальная даўжыня хвалі {{math | λ<sub>0</sub>}}), пры якой яшчэ магчымы фотаэфект, і калі <math>\nu<\nu_0</math>, то фотаэфект ўжоужо не адбываецца''.
 
Тэарэтычнае тлумачэнне гэтых законаў было дадзена ў [[1905]] Эйнштэйнам. Згодна з ім, электрамагнітнае выпраменьванне ўяўляе сабой струмень асобных квантаў (фатонаў) з энергіяй {{math |'' h'' ν}} кожны, дзе {{math |'' h''}} - пастаянная Планка. Пры фотаэфекце частка электрамагнітнага выпраменьвання ад паверхні металу адлюстроўваецца, а частка пранікае ўнутр павярхоўнага пласта металу і там паглынаецца. Паглынуўшы фатон, электрон атрымлівае ад яго энергію і, здзяйсняючы працу выхаду {{math | φ}}, пакідае метал:
<math> h\nu = \varphi + W_{e}, </math> дзе <math> W_{e} </math> - максімальная кінэтычнаякінетычная энергія, якую мае электрон пры вылеце з металу.
 
== Гісторыя адкрыцця ==
У 1839 годзе [[Аляксандр Бекерэль]] назіраў з'ява фотаэфекту ў [[Электраліт|электраліце​​электраліце]].
 
У 1873 годугодзе Уілаўбі Сміт выявіў, што [[селен]] з'яўляецца фотаправадніком. Затым эфект вывучаўся ў 1887 годзе [[Генрых Герц|Генрыхам Герцам]]. Пры працы з адкрытым рэзанатарам ён заўважыў, што калі пасвяціць ўльтрафіялетамультрафіялетам на цынкавыя разраднік, то праходжанне іскры прыкметна палягчаецца.
У 1839 годзе [[Аляксандр Бекерэль]] назіраў з'ява фотаэфекту ў [[Электраліт|электраліце​​]].
 
У 1873 году Уілаўбі Сміт выявіў, што [[селен]] з'яўляецца фотаправадніком. Затым эфект вывучаўся ў 1887 годзе [[Генрых Герц|Генрыхам Герцам]]. Пры працы з адкрытым рэзанатарам ён заўважыў, што калі пасвяціць ўльтрафіялетам на цынкавыя разраднік, то праходжанне іскры прыкметна палягчаецца.
 
Даследаванні фотаэфекту паказалі, што, насуперак класічнай электрадынамікі, энергія вылятае электрона заўсёды строга звязана з частатой падальнага выпраменьвання і практычна не залежыць ад інтэнсіўнасці апрамянення.
Радок 24 ⟶ 23:
У 1888-1890 гадах фотаэфект сістэматычна вывучаў рускі фізік Аляксандр Сталетаў. Ім былі зроблены некалькі важных адкрыццяў у гэтай галіне, у тым ліку выведзены першы закон вонкавага фотаэфекту.
 
[[ФайлВыява:Versuch zum Fotoeffekt.png|мініthumb|справа|Схема эксперыменту па даследаванні фотаэфекту. З святла бярэцца вузкі дыяпазон частот і накіроўваецца на катод ўнутрыунутры вакуумнага прыбора. Напругай паміж катодам і анодам усталёўваецца энергетычны парог паміж імі. Па току судзяць аб дасягненні электронамі анода.]]
 
Фотаэфект быў растлумачаны ў 1905 [[Альберт Эйнштэйн|Альбертам Эйнштэйнам]] (за што ў 1921 годзе ён, дзякуючы намінацыі шведскага фізіка Карла Вільгельма Азеена, атрымаў Нобелеўскую прэмію) на аснове гіпотэзы [[Макс Планк|Макса Планка]] пра квантавую прыродзе святла. У працы Эйнштэйна змяшчалася важная новая гіпотэза - калі Планк ўу 1900 годзе выказаў здагадку, што святло выпраменьваецца толькі квантаванымі порцыямі, то Эйнштэйн ўжоужо лічыў, што святло і існуе толькі ў выглядзе квантаваных порцый. З закона захавання энергіі, пры прадстаўленні святла ў выглядзе часціц (фатонаў), вынікае формула Эйнштэйна для фотаэфекта:
 
<math> h\nu = \varphi + \frac{mv^2}{2} </math>,
 
дзе φ - т. н. праца выхаду (мінімальная энергія, неабходная для выдалення электрона з рэчыва), <math>\frac{mv^2}{2}</math> - максімальная кінэтычнаякінетычная энергія электрона, <math>\nu</math> - частата падальнага фатона з энергіяй <math>h\nu</math>
 
== Вонкавы фотаэфэктфотаэфект ==
[[ФайлВыява:Photoelectric effect.svg|мініthumb|злева|Вонкавы фотаэфэктфотаэфект]]
 
[[Файл:Photoelectric effect.svg|міні|злева|Вонкавы фотаэфэкт]]
 
Вонкавым фотаэфектам (фотаэлектроннай эмісіяй) завецца выпусканне электронаў рэчывам пад дзеяннем электрамагнітных выпраменьванняў. Электроны, якія вылятаюць з рэчыва пры вонкавым фотаэфекце, называюцца фотаэлектронамі, а электрычны ток, які ўтвараецца імі пры спарадкаваным руху ў вонкавым электрычным полі, называецца фотаток.
Радок 43 ⟶ 41:
 
=== Квантавы выхад ===
Важнай колькаснай характарыстыкай фотаэфекту з'яўляецца квантавы выхад Y - колькасць эмітаваных электронаў у разліку на адзін фатон, які падае на паверхню цела. Велічыня Y вызначаецца ўласцівасцямі рэчывы, станам яго паверхні і энергіяй фатонаў. Квантавы выхад фотаэфекту з металаў у бачнай і блізкай УФ-абласцях Y <0,001 электрон / фатон. Гэта звязана перш за ўсё з малай глыбінёй выхаду фотаэлектронаў, якая значна менш глыбіні паглынання святла ў метале. Большасць фотаэлектронаў рассейвае сваю энергію да падыходу да паверхні і губляе магчымасць выйсці ў вакуум. Пры энергіі фатонаў паблізу парога фотаэфекту большасць фотаэлектронаў ўзбуджаеццаузбуджаецца ніжэй за ўзровень вакууму і не дае ўкладу ў фотаэмісіонныфотаэмісійны ток. Акрамя таго, каэфіцыент адлюстравання ў бачнай і блізкай УФ-абласцях вялікі і толькі малая частка выпраменьвання паглынаецца ў метале. Гэтыя абмежаванні часткова здымаюцца ў далёкай УФ-вобласці спектру, дзе Y дасягае велічыні 0,01 электрон / фатон пры энергіі фатонаў E> 10 эв.
 
Важнай колькаснай характарыстыкай фотаэфекту з'яўляецца квантавы выхад Y - колькасць эмітаваных электронаў у разліку на адзін фатон, які падае на паверхню цела. Велічыня Y вызначаецца ўласцівасцямі рэчывы, станам яго паверхні і энергіяй фатонаў. Квантавы выхад фотаэфекту з металаў у бачнай і блізкай УФ-абласцях Y <0,001 электрон / фатон. Гэта звязана перш за ўсё з малай глыбінёй выхаду фотаэлектронаў, якая значна менш глыбіні паглынання святла ў метале. Большасць фотаэлектронаў рассейвае сваю энергію да падыходу да паверхні і губляе магчымасць выйсці ў вакуум. Пры энергіі фатонаў паблізу парога фотаэфекту большасць фотаэлектронаў ўзбуджаецца ніжэй за ўзровень вакууму і не дае ўкладу ў фотаэмісіонны ток. Акрамя таго, каэфіцыент адлюстравання ў бачнай і блізкай УФ-абласцях вялікі і толькі малая частка выпраменьвання паглынаецца ў метале. Гэтыя абмежаванні часткова здымаюцца ў далёкай УФ-вобласці спектру, дзе Y дасягае велічыні 0,01 электрон / фатон пры энергіі фатонаў E> 10 эв.
 
[[Катэгорыя:Квантавая механіка]]