Квантовая оптика. Атомная и ядерная физика. Физика элементарных частиц. Кузнецов С.И. - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

18
II.
Максимальная начальная скорость (максимальная начальная
кинетическая энергия)
фотоэлектронов не зависит от интенсивно-
сти падающего света, а определяется только его частотой ν.
III.
Для каждого вещества существует красная граница фото-
эффекта
, т.е. минимальная частота
кр
ν света (зависящая от химиче-
ской природы вещества и состояния его поверхности), ниже которой
фотоэффект невозможен.
Качественное объяснение фотоэффекта с волновой точки зрения на
первый взгляд не должно было бы представлять трудностей. Действи-
тельно, под действием поля световой волны, в металле возникают коле-
бания электронов, амплитуда которых (например, при резонансе) может
быть достаточной для того, чтобы электроны покинули металл, – тогда
и наблюдается фотоэффект. Кинетическая энергия вырываемого элек
-
трона из металла должна была бы зависеть от интенсивности падающе-
го света, т.к. с увеличением последней электрону передавалась бы
большая энергия. Однако этот вывод противоречит II закону фотоэф-
фекта. Т.к., по волновой теории, энергия, передаваемая электроном,
пропорциональна интенсивности света, то свет любой частоты, но дос-
таточно большой интенсивности должен
был бы вырывать электроны из
металла; иными словами, красной границы фотоэффекта не должно
быть, что противоречит III закону фотоэффекта. Кроме того, волновая
теория фотоэффекта не смогла объяснить безынерционность фотоэф-
фекта, установленную опытами. Таким образом, фотоэффект необъяс-
ним с точки зрения волновой теории света.
2.3. Фотонная теория света. Масса, энергия и импульс
фотона
В современной трактовке гипотеза квантов утверждает, что энергия
E колебаний атома или молекулы может быть равна hν, 2hν, 3hν и т.д.,
но не существует колебаний с энергией в промежутке между двумя по-
следовательными целыми, кратными νh . Это означает, что энергия не
непрерывна, как полагали на протяжении столетий, а
квантуется, т.е.
существует лишь в строго определенных дискретных порциях. Наи-
меньшая порция νh называется
квантом энергии. Гипотезу квантов
можно сформулировать и как утверждение о том, что на атомно-
молекулярном уровне колебания происходят не с любыми амплитуда-
ми. Допустимые значения амплитуды связаны с частотой колебания ν.
В 1905 г. Эйнштейн выдвинул смелую идею, обобщавшую гипотезу
квантов, и положил ее в основу новой теории света (квантовой теории
фотоэффекта). Согласно
теории Эйнштейна, свет с частотой ν не

Страницы