В этой презентации рассказывается история изучения фотоэффекта, про красную границу фотоэффекта , законы фотоэффекта, внутренний и внешний фотоэффект, что такое -фотоны, применение фотоэффекта , про фотоэлементы , про фотоэлектронные умножители , об учёных , открывших и объяснивших , что такое фотоэффект.
действием
Фотоэффее́кт — это испускание электронов веществом под
ультрафиолетового света.
В конденсированных веществах (твёрдых и жидких) выделяют внешний
и внутренний фотоэффект.
История изучения
В 1839 году французский физик Александр Беккерель
наблюдал явление фотоэффекта в электролите.
В 1873 году английский инженер-электрик
Уиллоуби Смит обнаружил, что селен является
фотопроводящим.
Затем эффект изучался в 1887 году Генрихом Герцем. Чтобы
видеть искру в своих опытах, Герц поместил приёмник в
лучше
коробку. При этом он заметил, что в коробке длина искры в
затемнённую
приёмнике
искры в
экран из
открытием
становится меньше. Тогда Герц стал экспериментировать в этом
направлении, в частности, он исследовал зависимость длины
случае, когда между передатчиком и приёмником помещается
различных материалов. Полученные результаты явились
нового явления в физике, названного фотоэффектом.
1888-1890 годах фотоэффект
систематически изучал русский физик
Александр Столетов. Им были
несколько важных открытий в этой
том числе выведен первый закон
сделаны
области, в
внешнего
фотоэффекта.
Эйнштейном на
в 1921
Вильгельма
содержалась
что свет
считал, что
Фотоэффект был объяснён в 1905 году Альбертом
основе гипотезы Макса Планка о квантовой природе света (за что
году Энштейн, благодаря номинации шведского физика Карла
Озеена, получил Нобелевскую премию). В работе Эйнштейна
важная новая гипотеза — если Планк в 1900 году предположил,
излучается только квантованными порциями, то Эйнштейн уже
свет и существует только в виде квантованных
порций. Из закона сохранения энергии, при
представлении светав виде частиц (фотонов),
следует формула Эйнштейна для фотоэффекта:
hv = Aвых +
2
mv
2
Из этой формулы следует существование красной границы
фотоэффекта, то есть существование наименьшей частоты, ниже
энергии фотона уже недостаточно для того, чтобы «выбить»
которой
электрон из
металла. Суть формулы заключается в том, что энергия фотона
расходуется на ионизацию атома вещества и на работу,
необходимую для
«вырывания» электрона, а остаток переходит в кинетическую
энергию
электрона.
Исследования фотоэффекта были одними из самых первых
квантовомеханических исследований.
Исследования фотоэффекта показали, что, вопреки
электродинамике, энергия вылетающего электрона всегда строго
частотой падающего излучения и практически не зависит от
классической
связана с
интенсивности
облучения.
Законы фотоэффекта
1-й закон:
Сила фототока прямо пропорциональна плотности светового потока.
2-й закон:
Максимальная кинетическая энергия вырываемых светом электронов
линейно возрастает с частотой света и не зависит от его
интенсивности.
3-й закон:
Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта,
есть минимальная частота света (или максимальная длина волны),
то
при
которой ещё возможен фотоэффект.
Внешний фотоэффект
Внешним фотоэффектом (фотоэлектронной эмиссией)
называется испускание электронов веществом под действием
электромагнитных излучений. Электроны, вылетающие из
внешнем фотоэффекте, называются фотоэлектронами, а
вещества при
электрический
ток, образуемый ими при упорядоченном движении во внешнем
электрическом поле, называется фототоком.
Фотокатод — электрод вакуумного электронного прибора,
непосредственно подвергающийся воздействию
электромагнитных излучений и эмитирующий
электроны под действием этого излучения.
Зависимость спектральной чувствительности от
частоты или длины волны электромагнитного
излучения называют спектральной
характеристикой фотокатода.
Внутренний фотоэффект
Внутренним фотоэффектом называется перераспределение
электронов по энергетическим состояниям в твёрдых и жидких
полупроводниках и диэлектриках, происходящее под действием
Он проявляется в изменении концентрации носителей зарядов в среде и
приводит к возникновению фотопроводимости или вентильного
фотоэффекта.
излучений.
Фотон
Фотое́н — элементарная частица, квант электромагнитного излучения
(в узком смысле — света). Это безмассовая частица, способная
существовать только двигаясь со скоростью света. Электрический заряд
фотона также равен нулю. Фотону как квантовой частице свойственен
корпускулярно-волновой дуализм, он проявляет одновременно свойства
частицы и волны. В физике фотоны обозначаются буквой γ. Фотон —
самая распространённая по численности частица во Вселенной. На один
нуклон приходится не менее 20 миллиардов фотонов.
Применение фотоэффекта
Приборы, в основе принципа действия которых лежит
явление
фотоэффекта, называют фотоэлементами.
Фотоэлементы, использующие внешний фотоэффект, преобразуют в
электрическую энергию лишь незначительную часть энергии излучения.
Поэтому в качестве источников электроэнергии их не используют, зато
широко применяют в различных схемах автоматики для управления
электрическими цепями с помощью световых пучков.
Фотоэлемент
С помощью фотоэлементов осуществляется воспроизведение
записанного на кинопленке а также передача движущихся
звука,
изображений
(телевидение).
ЭОП
На внешнем фотоэффекте основана работа электронно-
оптического
преобразователя (ЭОП), предназначенного для преобразования
изображения из одной области спектра в другую, а также для
яркости изображений. В медицине ЭОП применяют для усиления
усиления
яркости
уменьшить дозу
облучения человека.
рентгеновского изображения, это позволяет значительно
На фотоэффекте основано превращение светового сигнала в
электрический. Электрическое сопротивление полупроводника
падает при
освещении; это используется для устройства фотосопротивлений. При
освещении области контакта различных полупроводников возникает
эдс, что позволяет преобразовывать световую энергию в
фото-
электрическую.
Фотоэлектронные умножители
Фотоэлектронные умножители позволяют регистрировать
очень слабое
излучение, вплоть до отдельных квантов.
ФИЗИКА ФОТОЭФФЕКТ.ppt
