Курс общей физики. Лазарев А.П - 64 стр.

UptoLike

Рубрика: 

64
Если показания гальванометра не укладываются на нижней шкале , то
включают ослабляющий светофильтр и переходят к измерению по верхней
шкале.
РАБОТА 13 (2)
ИЗУЧЕНИЕ ВНЕШНЕГО ФОТОЭФФЕКТА
Приборы и принадлежности: монохроматор УМ 2
,вакуумный фотоэлемент, микроамперметр , источник света , источник
постоянного напряжения.
Краткая теория
Фотоэлектрическим эффектом или фотоэффектом называется
освобождение (полное или частичное) электронов от связей с атомами и
молекулами вещества под действием света (видимого, инфракрасного и
ультрафиолетового).
Если электроны выходят за пределы освещаемого вещества (полное
освобождение), то фотоэффект называется внешним (открыт в 1887 г. Г .
Герцем и подробно исследован в 1888 г, А.Г . Столетовым). Если же
электроны теряют связь только со «своими» атомами и молекулами, но
остаются внутри освещаемого вещества в качестве "свободных
электронов" (частичное освобождение), увеличивая тем самым
электропроводность веществ, то фотоэффект называется внутренним
( открыт в 1873 г. американским
физиком У . Смитом ).
Внешний фотоэффект
наблюдается у металлов.
Принципиальная измерительная
схема, с помощью которой
исследовался внешний фотоэффект,
изображена на рис.1.
Отрицательный полюс батареи
присоединен к металлической
пластине К (катод), положительный к вспомогательному электроду А
( анод). Оба электрода помещены в сосуд, имеющий кварцевое окно O
(прозрачное для оптического излучения). Поскольку электрическая цепь
оказывается разомкнутой , ток в ней отсутствует. При освещении катода К
свет вырывает из него электроны (фотоэлектроны ), устремляющиеся к
аноду , и в цепи появляется ток (фототок ). Схема да ё т возможность
измерять силу фототока гальванометром Г и скорость фотоэлектронов при
различных значениях напряжения U между катодом и анодов при
различных условиях освещения катода .
Классическая электродинамика, согласно которой свет
распространяется в виде непрерывных монохроматических волн, не может
объяснить всех закономерностей фотоэффекта . Сущность его объясняется
квантовой теорией излучения. Излучение света происходит не непрерывно,
а отдельными порциями - квантами света (фотонами). Однако явления
Рис.1
+
К
О
А
Свет
+
V
Г
                                           64
Е сли пок а за ния га льва ном етра не ук ла ды ва ю тся на нижней ш к а ле, то
вк лю ча ю тосла бляю щ ий светоф ильтр и переходятк изм ерению по верхней
ш к а ле.

                               РА Б ОТА № 13 (2)
                 И ЗУ ЧЕ Н И Е ВН Е Ш Н Е ГО Ф О Т О Э Ф Ф Е К Т А
              П риборы      и прина длежности:        м онохром а тор У М — 2
,ва к уум ны й ф отоэлем ент, м ик роа м перм етр, источник света , источник
постоянного на пряжения.

                                   К р аткая теор ия
        Ф отоэлек трическ им эф ф ек том или ф отоэф ф ек том на зы ва ется
освобождение (полное или ча стичное) элек тронов от связей с а том а м и и
м олек ула м и вещ ества под действием света (видим ого, инф ра к ра сного и
ультра ф иолетового).
        Е сли элек троны вы ходят за пределы освещ а ем ого вещ ества (полное
освобождение), то ф отоэф ф ек т на зы ва ется внеш ним (отк ры т в 1887 г. Г .
Г ерцем и подробно исследова н в 1888 г, А.Г . С толетовы м ). Е сли же
элек троны теряю т связь тольк о со «своим и» а том а м и и м олек ула м и, но
оста ю тся внутри освещ а ем ого вещ ества в к а честве "свободны х
элек тронов" (ча стичное освобождение),                  увеличива я тем          са м ы м
элек тропроводность вещ еств, то ф отоэф ф ек т на зы ва ется внутренним
                                             (отк ры т в 1873 г. а м ерик а нск им
            С вет
      О                                      ф изик ом У . С м итом ).
     К    • •        •         А                      В неш ний           ф отоэф ф ек т
                       •
     − •             •              +        на блю дается       у            м ета ллов.
                                        Г
                      V
                                             П ринципиа льна я         изм ерительна я
                                             схем а ,      с пом ощ ью          к оторой
                                             исследова лся внеш ний ф отоэф ф ек т,
                −
                                             изобра жена на рис.1.
                           +
                  Рис.1                      О трица тельны й      полю с ба та реи
                                             присоединен к             м ета ллическ ой
пла стине К (к а тод), положительны й – к вспом ога тельном у элек троду А
(а нод). О ба элек трода пом ещ ены в сосуд, им ею щ ий к ва рцевое ок но O
(прозра чное для оптическ ого излучения). П оск ольк у элек трическ а я цепь
ок а зы ва ется ра зом к нутой , ток в ней отсутствует. П ри освещ ении к а тода К
свет вы ры ва ет из него элек троны (ф отоэлек троны ), устрем ляю щ иеся к
а ноду, и в цепи появляется ток (ф ототок ). С хем а даё т возм ожность
изм ерять силу ф ототок а га льва ном етром Г и ск орость ф отоэлек тронов при
ра зличны х зна чениях на пряжения U м ежду к а тодом и а нодов при
ра зличны х условиях освещ енияк а тода .
        К ла ссическ а я        элек тродина м ик а ,    согла сно к оторой           свет
ра спростра няется ввиде непреры вны х м онохром а тическ их волн, не м ожет
объ яснить всех за к оном ерностей ф отоэф ф ек та . С ущ ность его объ ясняется
к ва нтовой теорией излучения. И злучение света происходитне непреры вно,
а отдельны м и порциям и - к ва нта м и света (ф отона м и). О дна к о явления