Фотоэлектрический эффект (1887-90 гг. )

1. Г.Герц обнаружил, что отрицательно заряженные тела под действием ультрафиолетового света теряют свой заряд.

2. Фотоэффект – возникновение тока в вакуумной трубке при освещении катода УФ светом (из катода вылетают электроны, которые под действием электрического поля, приложенного между катодом и анодом, образуют ток).

3. Основные закономерности (Столетов):

а) безынерционность (ток появляется сразу после освещения катода);

б) наличие фототока насыщения (с увеличением напряжения между анодом и катодом ток вначале растет, затем достигает максимума и перестает расти);

в) наличие красной границы фотоэффекта (явление наблюдается не при любой длине волны (частоте света). Для каждого вещества существует своя или . Фотоэффект наблюдается при < или > .

4. Фотоэффект нельзя объяснить с волновой точки зрения света (энергия волны определяется амплитудой колебаний, а не длиной волны (частотой); чтобы электрон получил от световой волны достаточную энергию для вылета из катода потребуется большое время).

5. Гипотеза Эйнштейна: энергия не только поглощается и испускается квантами, но и распространяется в пространстве в виде квантов со скоростью света (они получили название фотонов).

6. Уравнение Эйнштейна: h = + , где - работа выхода электрона, - кинетическая энергия электронов, h _min= или _min= - красная граница.

7. Масса фотона m = (из h = mc ²).

8. Импульс фотона = mc = или = ( = )

 

- № 22, 72, 357, 410, 494

ЭФФЕКТ КОМПTОНА (1923 г.)

1. Комптон исследовал состав рентгеновских лучей, отклоненных от первоначального направления распространения (рассеяние) при падении на вещество (парафин, графит).

2. В рассеянном луче помимо длины волны падающего рентгеновского луча обнаружены рентгеновские лучи длиной волны > - эффект Комптона.

3. Основные закономерности эффекта:

а) при прочих равных условиях разность длин волн = - не

зависит от природы рассеивающего вещества;

б) зависит от угла рассеяния

=2 _сSin² , где _c – комптоновская длина волны.

=max (2 _c) при =

4. Эффект объясняется как упругое столкновение рентгеновского фотона с электроном рассеивающего вещества. При соударении изменяется энергия фотона, а следовательно и его частота (длина волны).

- № 120, 315, 316, 440

ВОЛНЫ де БРОЙЛЯ (1924 г.)

1. Импульс фотона = (см.фотоэффект).

2. Гипотеза де Бройля: выражение для импульса фотона справедливо для любых частиц.

3. Длина волны де Бройля: = .

Для макроскопических тел, движущихся со скоростями много меньшими скорости света, длина волны де Бройля очень маленькая величина (~10^-34м), обнаружить которую экспериментально невозможно. Для микрочастиц (электроны, протоны и т.д.) длина волны де Бройля может быть измерена экспериментально.

4. Т.о.все частицы обладают одновременно свойствами волны – корпускулярно-волновой дуализм.

5. Экспериментально волновые свойства электронов обнаружены в опытах по дифракции электронных пучков.

6. Принцип дополнительности Бора: в одном и том же эксперименте не могут проявляться одновременно свойства частицы и свойства волны.

 

- № 121, 291, 401