ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
57
2. Максимальная начальная скорость фотоэлектронов
возрастает с увеличением частоты падающего света и не зависит от
его интенсивности.
3. Независимо от интенсивности света фотоэффект начинается
только при определенной (для данного металла ) минимальной
частоте света ν
кр
называемой красной границей фотоэффекта .
4. Фотоэффект возникает и исчезает почти одновременно с началом
и прекращением облучения; расхождение во времени не превышает
10
-9
с.
Перечисленные законы внешнего фотоэффекта не могут быть
объяснены волновой теорией света . Только первый закон согласуется с
этой теорией : чем больше интенсивность падающего излучения, тем
большее число электронов получит энергию , необходимую для выхода из
металла .
Второй и третий законы объяснить на основе волновой теории света
нельзя . Действительно, по этой теории интенсивность света
пропорциональна квадрату амплитуды электромагнитной волны . Поэтому
свет любой частоты , но достаточно большой эффективности должен был
бы вырывать электроны из металла ; иначе говоря , не должно было бы
существовать красной границы фотоэффекта . Этот вывод противоречит
третьему закону фотоэффекта .
Далее, чем больше интенсивность света , тем большую кинетическую
энергию должен был бы получить от него электрон. Поэтому скорость
фотоэлектрона должна была бы возрастать с увеличением интенсивности
света ;
этот вывод противоречит второму закону фотоэффекта .
Законы внешнего фотоэффекта получают простое истолкование на
основе квантовой теории света . Из уравнения Эйнштейна (2)
непосредственно видно, что скорость фотоэлектрона возрастает с
увеличением частоты света и не зависит от его интенсивности (поскольку
ни А , ни ν не зависят от интенсивности света ). Этот вывод соответствует
второму закону фотоэффекта .
Согласно уравнению (2), с уменьшением частоты света кинетическая
энергия фотоэлектронов уменьшается (работа выхода А постоянна для
данного освещаемого вещества ). При некоторой достаточно малой частоте
ν = ν
кр
(или длине волны λ
кр
=с/ν
кр
)кинетическая энергия фотоэлектрона
станет равной нулю ( mV
2
/2=0) и фотоэффект прекратится , что
соответствует третьему закону фотоэффекта . Это имеет место при hν
кр
=A,
т.е. в случае, когда вся энергия фотона расходуется только на совершение
работы выхода электрона . Тогда
ν
кр
=А /h или λ
кр
=hc/A (3)
Формулы (3) определяют красную границу фотоэффекта . Из этих формул
следует, что она зависит от работы выхода , т.е. от материала фотокатода .
57 2. М а ксима льна я нача льна я скорость ф отоэлектронов воз ра ста ет с у величением ча стоты па да ю щ его света и не з а висит от его интенсивности. 3. Н ез а висимо от интенсивности света ф отоэф ф ект на чина ется только при определенной (для да нного мета лла ) минима льной ча стоте света νкр на з ы ва емой кра сной гра ницей ф отоэф ф екта . 4. Ф отоэф ф ектвоз ника ети исчез а ет почти одновременно с на ча лом и прекра щ ением облу чения; ра сх ождение во времени не превы ш а ет 10-9с. П еречисленны е з а коны внеш него ф отоэф ф екта не могу т бы ть объяснены волновой теорией света . Только первы й з а кон согла су ется с этой теорией : чем больш е интенсивность па да ю щ его из лу чения, тем больш ее число электронов полу чит энергию , необх одиму ю для вы х ода из мета лла . В торой и третий з а коны объяснить на основе волновой теории света нельз я. Д ей ствительно, по этой теории интенсивность света пропорциона льна ква драту а мплиту ды электрома гнитной волны . П оэтому свет лю бой ча стоты , но доста точно больш ой эф ф ективности долженбы л бы вы ры ва ть электроны измета лла ; ина че говоря, не должно бы ло бы су щ ествова ть кра сной гра ницы ф отоэф ф екта . Э тот вы вод противоречит третьему з а кону ф отоэф ф екта . Д а лее, чем больш е интенсивность света , тем больш у ю кинетическу ю энергию должен бы л бы полу чить от него электрон. П оэтому скорость ф отоэлектрона должна бы ла бы воз ра ста ть с у величением интенсивности света ; этотвы вод противоречитвторому з а кону ф отоэф ф екта. За коны внеш него ф отоэф ф екта полу ча ю т простое истолкова ние на основе ква нтовой теории света. И з у ра внения Э й нш тей на (2) непосредственно видно, что скорость ф отоэлектрона воз ра стает с у величением ча стоты света и не з а висит от его интенсивности (поскольку ни А, ни ν не з а висят от интенсивности света ). Э тот вы вод соответству ет второму з а кону ф отоэф ф екта . С огла сно у ра внению (2), с у меньш ением ча стоты света кинетическа я энергия ф отоэлектронов у меньш ается (ра бота вы х ода А постоянна для да нного освещ а емого вещ ества ). П ри некоторой доста точно ма лой ча стоте ν= νкр (или длине волны λ кр =с/νкр )кинетическа я энергия ф отоэлектрона ста нет ра вной ну лю ( mV2/2=0) и ф отоэф ф ект прекра тится, что соответству ет третьему з а кону ф отоэф ф екта . Э то имеетместо при hνкр=A, т.е. в слу ча е, когда вся энергия ф отона ра сх оду ется только на соверш ение ра боты вы х ода электрона . Т огда νкр=А /h или λ кр=hc/A (3) Ф орму лы (3) определяю т кра сну ю гра ницу ф отоэф ф екта. И зэтих ф орму л следу ет, что она з а виситотра боты вы х ода , т.е. отматериа ла ф отокатода .
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 55
- 56
- 57
- 58
- 59
- …
- следующая ›
- последняя »