Изучение явления внешнего фотоэффекта. - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

РГУНиГ им. Губкина | Москва

Рубрика: 

17
скорость определяется лишь энергией фотона, т.е. частотой падаю-
щего света. Повышение интенсивности света приводит к увеличе-
нию плотности фотонов. Следовательно, увеличивается число со-
ударений в единицу времени фотонов с электронами. Это объясня-
ет прямую зависимость между интенсивностью падающего света и
силой фототока. Применив к электрон-фотонному столкновению
закон сохранения
энергии, Эйнштейн получил уравнение, опреде-
ляющее максимальную скорость электронов:
2
2
mv
Ah +=ν
, (1)
где
сДж ⋅⋅≈
−34
1063,6h – постоянная Планка,
ν
– частота падаю-
щего света, A – работа выхода электрона, m – масса электрона,
v – максимальная скорость, с которой электрон вылетает из фото-
катода. В пространстве между фотокатодом и анодом величина
этой скорости может меняться под действием электрического поля.
Минимальную частоту падающего света, при котором идет
фотоэффект можно определить из уравнения (1), положив скорость
фотоэлектрона 0=
v
. В этом случае Ah
=
ν
кр
. Работа выхода зави-
сит от свойств данного металла. Внутри металла электроны из
внешних электронных оболочек атома оказываются свободными, и
их кинетическая энергия может меняться от нуля до энергии Фер-
ми
()
F
E . Схематически систему электрон и металл можно предста-
вить в виде потенциальной ямы глубиной
0
U (рис.2). Если электро-
ну с энергией
F
E сообщить дополнительную энергию A , то её как
раз хватит на то, чтобы электрон покинул металл. При поглощении
энергии
νh электрон переходит на более высокий энергетический
уровень. Его энергия вне металла равна
Ah
−
ν
. Это максимально
возможная энергия, которую может иметь испущенный электрон.
Если же электрон первоначально находится на более низком уровне
(ниже уровня Ферми) и поглощает фотон той же энергии, то его
энергия вне металла будет меньше максимальной.
В полупроводниках и диэлектриках порог фотоэлектронной
эмиссии
χ+
Δ
=ν Eh
кр
, где
E
Δ
– ширина запрещенной зоны,
χ
–
электронное сродство, равное высоте потенциального барьера на
границе для электронов проводимости. Нанесение на полупровод-
ники моноатомных слоев щелочных и щелочноземельных метал-

Страницы