13 C

Multifotonice efect fotoelectric este posibilă, dacă intensitatea luminii este foarte mare (de exemplu, folosind fascicule laser).

Electronul emis de metal nu poate primi simultan energia de la unul, ci din mai multe fotoni.

Primul studiu fundamental al efectului fotoelectric realizat de savantul roman AG Stoletov. Concept pentru studiul efectului fotoelectric este prezentat în Fig. 2.2.1.

Doi electrozi (kon catodic al materialului investigat și anod A, care ca Stoletov aplicată o plasă metalică) într-un tub cu vid conectat la o baterie, astfel încât un potențiometru R nu se poate schimba doar valoarea și semnul tensiunii aplicate acestora. Curentul generat la catod iluminate cu lumină monocromatică (prin sticla de cuarț), milliammeter măsurat inclus în circuit.

In 1899 JA. J. F. Thompson și Lenard a dovedit că efectul luminii fotoelectric bat electronii dintr-o substanță.

Curent-tensiune caracteristică (IV caracteristică) a efectului fotoelectric - fotocurentul I, format prin fluxul de electroni de tensiune - este prezentată în Fig. 2.2.2.

Această dependență corespunde cu două catod iradiantă diferite (frecvența luminii în ambele cazuri este aceeași). Pe măsură ce crește U fotocurentilor treptat, adică, creșterea numărului de fotoelectroni ajung la anod. Natura blândă a curbelor arată că electronii emiși de catod la viteze diferite.

Valoarea maximă a tensiunii de saturație a fotocurentului am stabilit că valoarea U, în care toți electronii emiși de catod ajunge la anod:

unde n - numărul de electroni emiși de catod 1.

Din caracteristicile curent-tensiune la U = 0 fotocurent dispare. Prin urmare, electronii evacuat din catod, au o viteză bot, și, prin urmare, o energie cinetică nenul, astfel încât acestea să poată ajunge la catod, fără un câmp extern. Pentru a deveni un fotocurentul este egal cu zero, este necesar să se aplice tensiunea retardare U s. Când U U oricare dintre electroni, chiar și atunci când au o rază maximă a ratei de maxim catodic nu poate depăși domeniul retardare și să ajungă la anod. În consecință, și anume prin măsurarea tensiunii de întârziere Uzului, este posibil să se determine valorile maxime ale vitezei și energia cinetică a photoelectron.

În studiile privind o varietate de materiale la diferite frecvențe de incidente radiație pe catod și diferite catodul iradiantă și sinteza datelor primite trei legi ale photoemission au fost instalate.

AG Stoletov set trei legi a efectului fotoelectric, nu și-au pierdut importanța lor în prezent. În forma modernă a legilor efectului fotoelectric extern sunt formulate după cum urmează:

I. La o frecvență fixă ​​a incidentului lumina numărul de fotoelectroni eliberat de catod pe unitatea de timp este proporțională cu intensitatea luminii (saturație putere proporțională curent la catod iradianță Ee).

II. Viteza maximă inițială (energia cinetică maximă inițială) nu depinde de intensitatea luminii incidente fotoelectronilor, și este determinată numai de frecvența.

III. Pentru fiecare substanță, există marginea roșie a efectului fotoelectric, adică, lumină minimă kr frecvență (în funcție de natura chimică a substanței și starea suprafeței sale), sub care efectul fotoelectric este imposibilă.

O explicație calitativă a efectului fotoelectric din punctul val de vedere, la prima vedere, nu trebuia să fie dificil. Într-adevăr, sub influența câmpului undei de lumină în metal apar oscilații de electroni a căror amplitudine (de exemplu, rezonanță) poate fi suficientă pentru a se asigura că electronii părăsesc metalul - apoi observat efectul fotoelectric. Energia cinetică a electronului este scos de pe metal ar trebui să depindă de intensitatea luminii incidente, ca cu o creștere în ultimul electron pentru a transfera mai multa energie. Cu toate acestea, această concluzie este contrară legii efectului fotoelectric II. Deoarece, conform teoriei valurilor, energia fasciculului de electroni transmis este proporțională cu intensitatea luminii de orice frecvență, dar o intensitate suficient de mare ar trebui să tragă electroni din metal; cu alte cuvinte, pragul fotoelectric nu ar trebui să fie contrară legii efectului fotoelectric III. În plus, teoria ondulatorie a efectului fotoelectric nu a putut explica absența inerției efectului fotoelectric, stabilit prin experimente. Astfel, efectul fotoelectric este inexplicabil din punct de vedere al teoriei val de lumină.

2.2.3. Teoria foton. Mass, energia și impulsul fotonului În ipoteza modernă interpretare cuante susține că atomul de energie E oscilații sau molecula poate fi egală cu h, 2h, 3h, etc. dar nu există nici o oscilație a energiei între două multipli integrale consecutive de ore. Acest lucru înseamnă că energia nu este continuă, a crezut timp de secole, și este cuantificată, adică, Ea există numai în porțiuni discrete strict definite. Cea mai mică parte a h este o cuantă de energie. Quanta ipoteză poate fi formulată ca afirmând că fluctuațiile de nivel atomnomolekulyarnom nu apar cu orice amplitudine. Valorile valide asociate cu amplitudinea de frecvență de oscilație.

În 1905, Einstein a propus o idee îndrăzneață, pentru a generaliza ipoteza cuantelor, și a făcut-o baza unei noi teorii a luminii (teoria cuantică a efectului fotoelectric). Conform teoriei lui Einstein a luminii, la o frecvență este emisă nu numai așa cum se presupune Planck ci distribuită și absorbită substanță în porții individuale (cuante), a căror energie E0 = h. Astfel, distribuția luminii nu trebuie privită ca un proces de undă continuă, iar fluxul de spațial localizate cuante de lumină discrete, se deplasează cu o viteză a luminii în vid (c).

Quantum de radiații electromagnetice este numit un foton.

Așa cum am spus, emisia de electroni de pe o suprafață metalică cu radiații incidente corespunde ideii de lumină ca o undă electromagnetică, cum electromagnetice câmp electric val acționează asupra electronilor din metal și scoate unele dintre ele. Einstein, cu toate acestea, a atras atenția asupra faptului că teoria a prezis teoria ondulatorie si de fotoni (corpusculară cuantică) a efectului fotoelectric al pieselor de lumină diferă în mod semnificativ.

Photon (corpusculară) teoria arată că toți fotonii au aceeași energie (egală cu h) într-un fascicul monocromatic.

Creșterea intensității fasciculului este creșterea numărului de fotoni în fascicul, dar nu afectează energia lor, în cazul în care frecvența rămâne neschimbată. Conform teoriei lui Einstein, electronul este scos de pe suprafața metalică într-o coliziune cu el un singur foton. În acest caz, toată energia fotonului este transferată la un electron și un foton încetează să mai existe. Deoarece electronii sunt limitate în forțele de atracție din metal pentru electroni la suprafața metalică sputtering energia necesară minimă A (care se numește funcția de lucru, iar pentru majoritatea metalelor este de ordinul mai multor eV).

Dacă frecvența luminii incidente este mică, A0 energie h, iar energia fotonilor este insuficientă pentru a disloca electroni de pe suprafața metalică. Dacă A0 h, atunci electronii sunt emise de pe suprafața metalică, energia stocată într-un astfel de proces, și anume, energia fotonilor (h) este egală cu energia cinetică a electronului ejectat, plus lucrul la lovirea unui electron din metal:

Ecuația (2.2.2) este ecuația lui Einstein la PhotoEffect extern.

Pe baza acestor considerente, fotonul (corpusculară) teoria luminii a prezis cu următorul text:

1. O creștere a intensității luminii este creșterea numărului de fotoni incidente, care bat afară de pe suprafața metalică mai mulți electroni. dar, pentru că energia fotonica este aceeași, energia cinetică maximă a electronului nu se schimba (confirmare - I legea efectului fotoelectric).

2. Prin creșterea frecvenței luminii incidente energia cinetică maximă a electronilor crește liniar în conformitate cu formula lui Einstein (2.2.2) (confirmare - II drept fotoelectric).

Această dependență este prezentată în Fig. 2.2.3:

3. Dacă frecvența este mai mică decât cr critic frecventa, ejecția electronilor are loc din suprafață (Legea III).

ecuația lui Einstein a fost confirmată de experimente Millikan efectuate în 1913-1914. Diferența principală din experiența Stoletova că suprafața metalică este supusă la curățare în vid. Dependența energiei cinetică maximă a frecvenței și determinate de h constanta lui Planck.

Pentru o explicație a radiației termice, Planck a sugerat că lumina este emisă în Quanta. Einstein fotoelectric asumat în explicație și că se propagă de lumină și este absorbit cuante, adică porțiuni. Quantum de fotoni de energie numită lumină.

Confirmarea cea mai directă a ipotezei lui Einstein a dat experiență Bothe, care a folosit metoda de potrivire (fig. 2.2.4).

folie metalică subțire F a fost plasată între două contoare cu descărcare în gaz Cq. Folie de acoperit fascicul de raze X slab sub influența pe care ea însăși devine o sursă de raze X (acest fenomen se numește fluorescență cu raze X). Din cauza cantității mici a fasciculului primar de fotoni emisi folie a fost mică. După contactul cu raze la mecanismul de numărare este declanșat și se deplasează în banda de hârtie face un semn. În cazul în care energia radiată este repartizată uniform în toate direcțiile, după cum rezultă din reprezentările val, ambele contoare ar trebui să funcționeze în același timp mărcile pe bandă ar fi reprezentat una împotriva celeilalte. De fapt, a existat un complet haotic semne aranjament. Acest lucru poate fi explicat doar prin faptul că actele individuale ale luminii de emisie având particule care se deplasează într-una sau cealaltă direcție.

Din moment ce a fost demonstrat experimental existența unor particule speciale de lumina - fotoni.

Photon are o energie E h h (c /). Pentru lumina vizibila, lungimea de undă = 0,5 m, iar energia E = 2,2 eV pentru raze x 6 microni = 10 și E = 0,5 eV.

Photon are masa inerțială care poate fi găsit din relația E mc 2:

mișcări foton la viteza luminii c = 3 x 108 m / s. Substitut această valoare a vitezei în expresie pentru masa relativistic:

Dar m0 masa foton - este finit, adică, concluzie absurdă obținută. Deoarece masa de foton este finit, atunci este posibil atunci când m0 foton masa de repaus = 0.

Photon - o particulă care are masa de repaus. Acesta poate exista doar în mișcare, la o viteză de lumină c.

Noi știm expresia relativistă pentru impuls și energie:

Obținem relația dintre energie și impuls:

Dar, pentru că sau pentru odihna m0 0 foton, m0 c2 0. În final, obținem Deoarece E h, se poate scrie:

Notăm k, unde k - numărul de undă. Acum ne exprimăm impuls CHEC pentru a reduce vectorul de undă k:

O serie de experimente efectuate în primii 20-e. Secolul XX. El a confirmat teoria fotonica. Într-una din aceste experimente (1923) a descoperit efectul, numit după efectul său descoperitorul Compton. AG Compton studiat difuzia luminii de scurtă lungime de undă (de fapt, cu raze X) cu diferite substanțe și a constatat că frecvența luminii dispersate este mai mică decât frecvența luminii incidente (Fig. 2.2.5). Reduceți frecvența care indică o pierdere de energie. Compton a arătat că efectul descoperit de acestea poate fi explicată pe baza teoriei foton de lumină, de exemplu, fotoni incidente de coliziune substanta electroni.

Aplicarea coliziune de fotoni și electroni, legile de conservare a energiei și de impuls, așa cum se arată în (fig. 2.2.5), Compton a constatat că energia fotonilor împrăștiate, teoria fotonica a prezis, sunt în deplină concordanță cu datele experimentale.

Experimentele au arătat că diferența nu depinde de lungimea de undă a radiației incidente și natura materialului de împrăștiere și unghiul de împrăștiere este determinată numai de:

Acasă >> Mecanică - cărți, diverse literatura de specialitate. disciplina 01.02.00

„Capitolul 7 carotajului (GIS) pentru cercetări geologice detaliate, abordează problema prezenței mineralelor, precum și pentru calcularea rezervelor lor puțuri forate, care a fost examinat prin metode geofizice pentru sonde (GIS). GIS, de asemenea, necesară pentru interpretarea fiabilă a rezultatelor metodelor de teren geofizice. 7.1 Rolul GIS în studiile geologice și geofizice complexe 7.1.1 Sarcini GIS GIS folosite pentru a rezolva geologice și. "

„Apreciez cuvintele de mulțumire la Joyce Hamilton, care a ajutat aranja conferința mea orală în scris; Sub conducerea sa, această carte a luat ființă. De asemenea, sunt recunoscător pentru Rick și Jennifer Beayrsto pentru consiliere și asistență în publicarea cărții, Soraya Othman, partenerul meu de afaceri și prieten, a cărui încăpățînare ar trebui să fie făcută cartea! Ei ma încurajat să acționeze, și în cele din urmă la soția mea Sylvia pentru dragostea ei, sprijin și parteneriat. Va multumesc tuturor. Dzhon Keho Introducere Vreau să împărtășesc cu. "

„STANDARDE COMUNE ȘI PREȚURI PENTRU CONSTRUCȚII, INSTALARE și reparații Colecția E2 earthwork Problema 1 earthwork mecanizate și manual CONCEPUTE unional Proiectare si Institutul Tehnologic Transporturilor Construcții (VPTItransstroy) al Ministerului Transporturilor constructii, folosind materiale standard ale altor ministere și departamente sub îndrumarea metodologică și cu participarea Biroului Central al standardelor de muncă în construcția Comitetului de construcție de stat al URSS. Plumb. "

„Specificații model BM 990 Voltaj: 220-230B, 50Hz Putere: 850W Clasă de protecție: 1 Trei sfaturi importante 1. Curățați întotdeauna aparatul după fiecare utilizare (a se vedea mai târziu în acest manual.). Acest lucru nu este doar de igienă. Netratate reziduuri de testare, jeleuri, etc. poate arde, usca și prishkvarivatsya. Ca rezultat, mecanismul de aluat frământare poate fi deteriorat. 2. În cazul în care majoritatea programelor de la începutul instrumentului este silențios timp de aproximativ 20 de minute. Nu-ți face griji. Acesta funcționează. Doar. "