Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта

А. Эйнштейн в 1900г. Показал, что явление фотоэффекта и его закономерности могли быть объяснены на основе предположений.

Согласно Эйнштейну, свет частотой  не только испускается, но и распространяется в пространстве и поглощается веществом отдельными порциями.

Энергия кванта:

(5.4)

где  - постоянная Планка ().

Таким образом, распространение света нужно рассматривать не как непрерывный волновой процессе, а как поток локализованных в пространстве дискретных световых квантов, движущихся со скоростью света в вакууме.

Эти кванты электромагнитных излучением получили название фотон. По Эйнштейн, каждый квант поглощается только одним электроном. Поэтому число вырванных фотонов должны быть пропорционально интенсивности света (первый закон).

Безыинерциальный (четвертый) объясняется тем, что передача энергии при столкновении фотона с электроном происходит почти мгновенно. Энергия падающего фотона расходуется на совершение электроном работа выхода  из металла и на сообщение вылетавшего фотоэлектрона кинетическая энергия .

По закону сохранения энергии (уравнение Эйнштейна или фотоэффекта):

(5.5)

Оно позволяет объяснить второй и третьи закон. Из (5.3) видно, что максимальна кинетическая энергия линейно возрастает с возрастанием , и не зависит от интенсивности (от числа фотона), так как на , ни  от интенсивности не зависит (второй закон). Так как при убывании частоты света кинетическая энергия фотоэффекта убывает.

(5.6)

Это и есть «красная граница» для данного металла.

 

 

Применение фотоэффекта

1. Вакуумные и газонаполненные фотоэлементы

2. вентильные фотоэлементы

3. фоторезисторы

Фотоэлементы – приемники излучения, работающие на основе фотоэффекта и преобразующие энергию излучения в электрическую.

Простейший фотоэлементам с внешним фотоэффекта – вакуумный фотоэлемент откаченный стенки баллон, внутренней которого покрыта слоем. Они используются фотометрическим приборов.

Фотоэлементы с вентильным фотоэффектом называется вентильным или фотоэлементами с запирающим светом. Они испытываются для создания солнечных батарей.

Фотоэлементы основные на внутреннем фотоэффекте называется полупроводниками фотоэлементами или фоторезисторами.

Они очень малогабаритны, имеют низкое напряжение питания но они обладают заметной инертности следовательно непригодны для регистрации быстро переменных световых потоков.

Рассмотренные виды фотоэффекта используются для контроля, управления, автоматизации различных процессов, в волной технике для сигнализации и локализации невидимых излучений, в технике звукового кино, в различных системах связи и т.д.

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы были получены следующие основные результаты и выводы:

1. Наглядные пособия являются довольно оригинальными с точки зрения практического применения

2. С их помощью можно выделить главное и четко представить различные моменты изложения материала

3. Автором данной работы разработаны наглядные пособия по следующим темам:

· Интерференция

· Дифракция

· Взаимодействие электромагнитных волн с веществом

· Квантовые свойства света

Разработанные данные наглядные пособия будут апробированы в ходе преподавания выше указанных тем.