Фотоэффект теориясы

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 3 бет
Таңдаулыға:

Фотоэффект

Жарық табиғаты жөнінде кванттық ұғымдарды дамытуда ма- ңызды қадам Г. Герц ашқан және орыстың атақты физигі Алек- сандр Григорьевич С т о л е т о в мұқият зерттеген тамаша құ- былысты қатыстырудан басталды. Бұл құбылыс фотоэффект деген атақ алды.

Жарық әсерінен заттардан электрондардың ыршып шығуы фото эффект деп аталды.

Фотоэффект заңдары. Жарықтың металл бетінен 1 с ішінде ыршытып шығаратын электорондарының мөлшері сол уақыт ішінде жұтылатын жарық энергиясына тура пропорционал. Мұнда тосын ешнәрсе жоқ: түсетін жарық шоғының энергиясы неғұрлым көп болса, оның әсері соғұрлым көп болады.

Фотоэлектрондардың максимал кинетикалқ энергисы жарық жиілігіне қарай сызықты түрде артады да, жарықтың интенсивтігіне тәуелді болмайды.

Фотоэффект заңдары түрі жағынан алғанда қарапайым. Бірақ электрондардың кинетикалық энергиясының жиілікке тәуелділігі жұмбақ нәрсе болып көрінеді.

Фотоэффект теориясы .

Фотоэффект құбылысын Максвелл электродинамикасы заңдары негізінде түсіндіруге ұмтылудың бәрі нәтижесіз бол ды. Ол заңдар бойынша жарық - кеңістікке үздіксіз таралған электромагниттік толқын. Фотоэлектрондар энергиясы неліктен жарықтың жиілігемен ғана анықталатынын және толқын ұзын дығы шағын болғанда ғана электрондарды ыршытып шығара тынын түсінуге болмайды.

1905 жылы Энштейн Планктің жарықтың үздікті шығарылуы туралы идеясын әрі қарай дамыта отырып, фотоэффектіге түсінік берген болатын. Фотоэффектінің эксперименттік заңдарында Энштейн жарықтың үздікті екендігінің және порциялармен жұтылытындығының сенімді түрдегі дәлелдемесін көрді. Жарық шығарудың әрбір порциясының Е энергиясы Планк гипотезасымен толық сәйкес жиілікке пропорционал:

Е= һv

Мұндағы, һ - планк тұрақтысы.

Планк көрсеткендей жарық порциямен шығарылады дегеннен жарықтың өзінің құрылымы үздікті екен деуге болмайды. Жаңбыр да жерге тамшы түрінде түседі ғой, ал бұдан бұлақтағы су бөлінбейтін бөлшектерден - тамшылардан түзіледі деген ұғым тумайды. Тек фотоэффект құбылысы ғана жарықтың құрылымы үздікті екенін көрсетті:жарық энергисының шығарылған Е= һv порциясы өзінің даралығын жарықтың бұдан кейінгі таралу процесінде де сақтайды. Тек барлық порциясы ғана түгелдей жұтыла алады.

Фотоэлектронның кинетикалық энергиясын энергияның сақталу заңымен табуға болады.

Жарық порциясының энергиясы шығару жұмысы А деп аталатын жұмысқа, яғни электронды металдан бөліп алып, электроға беру үшін істелуге тиіс жұмысқа тең. Ендеше,

Һv = А+ mv\2

Бұл теңдеу фотоэффектіге қатысты негізгі фактілерді түсіндіреді. Энштейнше жарықтың интенсивтігі жарық шоғындағы энергия кванттарының санына пропорционал және сондықтан металдан ыршып шыққан электрондар санын анықтайды. Электрондардың жылдамдығы теңдеу бойынша тек жарық жиілігіне және металдың тегі мен оның бетінің күйіне тәуелді шығу жұмысы арқылы анықталады. Ол жарықтың интенсивтігіне байланысты емес.

Жарықтың v жиілігі белгілі бір минимал мәнінен артық болса ғана кез келген заттың фотоэффектісі байқалады. Электронды металдан оған кинетикалық энергия берместен ыршытып шығару үшін А шығару жұмысы істелуі тиіс. Ендеше кванттың энергиясы бұл жұмыстан артық болуы керек.

Шектік қызыл шекараны фотоэффектінің қызыл шекарасы деп атайды.

Планк мүлдем басқа құбылысты - жылулық сәуле шығаруды зерттегенде де дәл осындай мән табылған. Планк тұрақтысының түрліше әдістермен алынған мәндерінің дәл келуі - заттардың жарықты шығаруы мен жұтылуының үздікті сипаты жөніндегі болжамдардың дұрыстығының айғағы.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.