Физика. Часть 4. Атомная физика. Терлецкий И.А - 12 стр.

UptoLike

12
функции r
λ
(λ,T
) по λ и приравнять ее к нулю: 0=
λ
λ
d
dr
. Решая это уравнение,
получим значение длины волны λ
макс
, на которую приходится максимум
спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела.
Величина λ
макс
будет обратно пропорциональна абсолютной температуре, что
подтверждает закон Вина.
Идея Планка о прерывном характере процессов излучения оказала
огромное влияние на все дальнейшее развитие физики. В классической физике
считалось незыблемым, что все физические величины могут принимать любые
значения и могут изменяться непрерывно. Гипотеза Планка означала отказ от
классических представлений непрерывности процессов.
Фотоэффект
Дальнейшее развитие идеи дискретности электромагнитного излучения
получило при объяснении закономерностей явления фотоэффекта.
Явление внешнего фотоэффекта (фотоэлектронная эмиссия) заключается
в испускании электронов веществом под действием электромагнитного
излучения. Электроны, испускаемые веществом, называются
фотоэлектронами, а электрический ток, образуемый ими при упорядоченном
движении во внешнем электрическом поле, называется фототоком.
Фотоэффект открыт Герцем в 1887 г. Более фундаментальные исследования
были выполнены А.Г. Столетовым в 1887-1888 гг. Принципиальная схема для
исследования фотоэффекта представлена на рис.1.3. В вакуумной трубке
помещены две металлические пластины катод и анод, соединенные с
источником тока ( И). Величина напряжения между электродами измеряется с
помощью вольтметра (V). Для измерения фототока в цепь включен
микроамперметр ( А). Падающий на поверхность катода свет вырывает элек-
троны. Попадая в электрическое поле, фотоэлектроны ускоряются в направ-
лении анода. Тем самым электрическая цепь замыкается. Изменяя напряжение
между электродами и измеряя фототок в цепи микроамперметром, получим
вольт-амперную характеристику фотоэффекта зависимость фототока I,
образуемого потоком электронов, испускаемых катодом под действием света от
напряжения U между электродами.
Такая зависимость приведена на рис. 1.3, б. За счет эмиссии вокруг катода
образуется электронное облако. По мере увеличения напряжения U фототок I
постепенно возрастает, т.к. увеличивается число фотоэлектронов, покидающих
облако и достигающих анода. При некотором значении U электронное облако
исчезает и все электроны, испускаемые катодом, достигают анода. При
дальнейшем увеличении напряжения фототок возрастать не может (при данном
освещении и данной температуре катода). Максимальное значение тока при
данных условиях называется фототоком насыщения I
н
:
t
Ne
t
q
I
н
== ,
                                             drλ
функции rλ (λ,T ) по λ и приравнять ее к нулю:   = 0 . Решая это уравнение,
                                             dλ
получим значение длины волны λмакс, на которую приходится максимум
спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела.
Величина λмакс будет обратно пропорциональна абсолютной температуре, что
подтверждает закон Вина.
    Идея Планка о прерывном характере процессов излучения оказала
огромное влияние на все дальнейшее развитие физики. В классической физике
считалось незыблемым, что все физические величины могут принимать любые
значения и могут изменяться непрерывно. Гипотеза Планка означала отказ от
классических представлений непрерывности процессов.

    Фотоэффект
    Дальнейшее развитие идеи дискретности электромагнитного излучения
получило при объяснении закономерностей явления фотоэффекта.
    Явление внешнего фотоэффекта (фотоэлектронная эмиссия) заключается
в испускании электронов веществом под действием электромагнитного
излучения.     Электроны,        испускаемые      веществом,     называются
фотоэлектронами, а электрический ток, образуемый ими при упорядоченном
движении во внешнем электрическом поле, называется фототоком.
Фотоэффект открыт Герцем в 1887 г. Более фундаментальные исследования
были выполнены А.Г. Столетовым в 1887-1888 гг. Принципиальная схема для
исследования фотоэффекта представлена на рис.1.3. В вакуумной трубке
помещены две металлические пластины – катод и анод, соединенные с
источником тока ( И). Величина напряжения между электродами измеряется с
помощью вольтметра (V).        Для измерения фототока в цепь включен
микроамперметр ( А). Падающий на поверхность катода свет вырывает элек-
троны. Попадая в электрическое поле, фотоэлектроны ускоряются в направ-
лении анода. Тем самым электрическая цепь замыкается. Изменяя напряжение
между электродами и измеряя фототок в цепи микроамперметром, получим
вольт-амперную характеристику фотоэффекта – зависимость фототока I,
образуемого потоком электронов, испускаемых катодом под действием света от
напряжения U между электродами.
   Такая зависимость приведена на рис. 1.3, б. За счет эмиссии вокруг катода
образуется электронное облако. По мере увеличения напряжения U фототок I
постепенно возрастает, т.к. увеличивается число фотоэлектронов, покидающих
облако и достигающих анода. При некотором значении U электронное облако
исчезает и все электроны, испускаемые катодом, достигают анода. При
дальнейшем увеличении напряжения фототок возрастать не может (при данном
освещении и данной температуре катода). Максимальное значение тока при
данных условиях называется фототоком насыщения Iн:
                                       q Ne
                                   Iн = =     ,
                                        t   t

                                     12