Закони зовнішнього фотоефекту

1.4. Закони зовнішнього фотоефекту

Столетов проводив досліди з катодами із різних металів на установці, схема якої показана на рисунку.

Напругу, яку подаємо на електроди, можна змінювати за допомогою потенціометра і вимірювати вольтметром. Під дією світла катод випускав електрони, які замикали коло між електродами, і амперметр фіксував наявність струму в колі.

Вимірявши силу струму і напругу, можна побудувати графік залежності сили фотоструму від напруги між електродами .

З графіка випливає, що:

1. За відсутності напруги між електродами фотострум відмінний від нуля, що можна пояснити наявністю у фотоелектронів при вильоті кінетичної енергії.

2. При деякому значенні напруги між електродами  сила фотоструму перестає залежати від напруги, тобто досягає насичення.

3. Якщо змінити полярність під'єднання електродів, то в електростатичному полі між електродами фотоелектрони гальмуватимуться, а сила фотоструму зменшуватися при збільшенні значення цієї негативної напруги. При деякому значенні негативної напруги .

Згідно теореми про кінетичну енергію, робота затримуючого електричного поля рівна зміні кінетичній енергії фотоелектронів:

На рисунку а) подані графіки залежності  для різних світлових потоків, які падають на фотокатод при постійній частоті світла. На рисунку б) подані графіки залежності  для постійного світлового потоку і різних частот падаючого на катод світла.

     

 

Аналіз графіків на рисунку а) показує, що сила фотоструму насичення збільшується із збільшенням інтенсивності падаючого світла (рис. в). Як випливає з графіків на рисунку б), величина затримуючої напруги збільшується із збільшенням частоти падаючого світла (рис. г). При зменшенні частоти падаючого світла  зменшується, і при деякій частоті  затримуюча напруга. При  фотоефект не спостерігається. Мінімальна частота  (максимальна довжина хвилі ) падаючого світла, при якій ще можливий фотоефект, називається червоною межею фотоефекту. На підставі цих експериментальних даних були сформульовані закони фотоефекту.

Закони зовнішнього фотоефекту:

1. Число фотоелектронів, що вириваються за 1 с з поверхні катода, пропорційно інтенсивності світла, що падає на цю речовину.

2. Кінетична енергія фотоелектронів не залежить від інтенсивності падаючого світла, а залежить лінійно від його частоти.

3. Червона межа фотоефекту залежить тільки від роду речовини катода.

4. Фотоефект практично безінерційний, оскільки з моменту опромі­нення металу світлом до вильоту електронів проходить час .

Остання версія: 15 червень 2015, понеділок, 17:20