Фотоефекти. Закони зовнішнього фотоефекту.
План
Зовнішній фотоефект. Досліди Столєтова.
Закони зовнішнього фотоефекту.
Пояснення фотоефекту на основі квантової теорії.
Внутрішній фотоефект.
Конспект
Фотоефект відкрив Герц, дослідив О.Г.Столєтов, а пояснив Ейнштейн.
У 1887 році німецький фізик Герц, помітив, що електричний розряд між двома електродами виникав при менших напругах, якщо мі електродний проміжок опромінювати ультрафіолетовими променями.

Це пояснювалось іонізацією газу.
Якщо на електрометр помістити цинкову пластину і зарядити позитивно, то під дією ультрафіолетового світла вона розряджатись не буде, а якщо зарядити негативно, то розрядиться. Це означає, що з поверхні речовими під дією світла вириваються електрони.
Виривання електорів з речовини під дією світла називається фотоефектом.
У 1888 р. російський фізик Олександр Іванович Столєтов виконав ряд дослідів по вивченню фотоефекту.
Пристій Столєтова:
Скляний балон з кварцовим віконцем і розміщеними двома електродами, до яких прикладалась регульована напруга.
Під час опромінення електрони відриваються від катода і летять до анода створюють фотострум.
При сталому світловому потоці при збільшенні напруги фотострум теж зростає, але до певного значення.
Найбільший фотострум, який можна одержати при незмінному світловому потоці наз.фотострумом насичення.
При збільшенні світлового потоку Ф струму насичення зростає.
2.Перший закон фотоефекту.
Сила фотоструму насичення прямопропорційна падаючому на електрод світловому потоку.
Ін Ф
Щоб струм не протікав, потрібно прикласти затримуючу (гальмуючу) напругу, за якою можна визначити кінетичну енергію фотоелектронів.
еUз = EMBED Equation.3
Змінюючи частоту подаючого світла, Столєтов визначив кінетичну енергію фотоелектронів і встановив другий закон:
Максимальна кінетична енергія фотоелектронів лінійно зростає з частотою світла і не залежить від його інтенсивності.
Найменша частота хвилі, при якій ще можливий фотоефект, наз. червоною межею фотоефекту. Або:
Найбільша довжина хвилі, при якій ще можна спостерігати фотоефект, наз. червоною межею фотоефекту.
Третій з-н фотоефекту:
Поріг фотоефекту (червона межа) визначається тільки матеріалом електрода і не залежить від інтенсивності випромінювання.
3. Явище фотоефекту і його закони пояснюється квантовою теорією.
Енергія кварта, яка починається тілом, йде н роботу щодо виривання електрона (А6) і надання йому кінетичної енергії (Ек)
Е=А6+Ек
h ?=Ав + EMBED Equation.3 - р-ня Ейнштейна
Для кожної речовини існує найменша частота ?min, при якій ще можливий фотоефект V=0,
? min = А – умова фотоефекту.
? ?min = EMBED Equation.3 - червона межа фотоефекту
h = 0,63 . 10-34 Дж.с.
Генерація вільних носіїв зарядів у напівпровіднику, яка відбувається внаслідок опромінення напівпровідника, наз. внутрішнім фотоефектом.
При зовнішньому фотоефекті ел-ни вириваються з речовини, а при внутрішньому залишаються всередині неї.
У деяких н/п внутр.фотоефект створється інфрачервоними променями, що має важливе значення для практики. Додаткова провідність н/п, зумовлена опроміненням, наз.фотопровідністю.
Внутрішній фотоефект використано в будові фото опорів і фотоелементів.
1 е В = 1,6 .10-19 Дж
h = 4,1.10-15 еВ .С