Foto effekt. Foto effekt turlari

Tashqi fotoeffektning III qonuni (Qizil chegara qonuni).

Agar katod turli monoxromatik nurlanish bilan ketma -ket nurlansa, to'lqin uzunligi λ oshishi bilan fotoelektronlarning energiyasi kamayadi va to'lqin uzunligining ma'lum bir qiymatida photo tashqi fotoelektrik effekt to'xtaydi.

Eng uzun to'lqin uzunligiλ (yoki eng past chastotav) tashqi fotoeffekt hali ham davom etayotgan deyiladiqizil chegara foto effekti ma'lum bir modda uchun.

Kumush λcr = 260nm uchun

Seziy uchun λcr => 620 nm

Eynshteyn tenglamasi va uning fotoelektr ta'sirining uchta qonuniga tatbiqi.

V
1 905 yilda Eynshteyn Plank nazariyasini to'ldirdi, uning fikricha, yorug'lik materiya bilan o'zaro ta'sir qiladi, xuddi Plank nazariyasi bo'yicha chiqariladigan elementar qismlar (kvantlar, fotonlar).

Foton Tinch massasi bo'lmagan (m 0 = 0) va vakuumdagi yorug'lik tezligiga teng tezlik bilan harakat qiladigan (c = 3 · 10 8 m / s) zarracha.

Kvant- foton energiyasining bir qismi.

Eynshteynning fotoelektr effekti tenglamasi uchta postulatga asoslangan:

1. Fotonlar modda atomining elektronlari bilan ta'sir o'tkazadi va ular tomonidan to'liq so'riladi.

2. Bitta foton faqat bitta elektron bilan o'zaro ta'sir qiladi.

3. Har bir yutilgan foton bitta elektronni chiqaradi. Bunday holda, "ħλ" fotonining energiyasi A moddaning sirtidan "ē" ish funktsiyasiga va unga kinetik energiyani uzatishga sarflanadi.

ћ ·ν = ћ·  = 

- Eynshteyn tenglamasi

Agar elektronlar sirtdan ajralib chiqsa, bu "ν" energiyasi maksimal bo'ladi.

Fotoeffektning uchta qonunini tushuntirish uchun tenglamani qo'llash.

I qonuniga ko'ra:

Monoxromatik nurlanish intensivligining oshishi bilan metall yutadigan kvantlar soni ortadi, shuning uchun undan chiqadigan elektronlar soni ham oshadi va fototok kuchi ortadi:

II qonunga muvofiq:

VA
E ynshteyn tenglamalaridan:

Bular. E k max fotoelektron faqat metall turiga bog'liq (A chiqishi) va tushgan nurlanishning ν (λ) chastotasiga bog'liq va nurlanish intensivligiga (F) bog'liq emas.

III qonunga muvofiq:

ħν<А вых – то при любой интенсивности излученя фотоэффекта не будет, т.к. этой энергии фотона не хватит, чтобы вырвать ē из вещества.

ħν> Chiqish - fotoeffekt kuzatiladi, chunki foton energiyasi A chiqishining ish funktsiyasi uchun ham, E kinetik energiyasining ē max ga etkazish uchun ham etarli.

ħ ν = A out - fotoelektr effektining chegarasi

va foton energiyasi faqat metall yuzadan exit chiqishi uchun etarli.


B unday holda, Eynshteyn tenglamasi quyidagi shaklga ega:

Qizil chegara foto effekti

1887 yilda Geynrix Rudolf Gerts keyinchalik fotoelektr effekti deb nomlangan hodisani kashf etdi. U mohiyatini quyidagicha ta'riflagan:

Agar simob lampaning nuri natriy metalga qaragan bo'lsa, u holda elektronlar uning yuzasidan uchib ketadi.

Fotoeffektning zamonaviy formulasi boshqacha:

Yorug'lik kvantlari moddaning ustiga tushganda va ular keyinchalik so'rilish jarayonida zaryadlangan zarralar qisman yoki to'liq ajralib chiqadi.

Boshqacha aytganda, yorug'lik fotonlarini yutganda quyidagilar kuzatiladi:

1. 
   Moddaning elektronlarning emissiyasi
   
2. 
   Moddaning elektr o'tkazuvchanligining o'zgarishi
   
3. 
   Har xil o'tkazuvchanlikka ega muhitlar (masalan, metall yarimo'tkazgich) interfeysida foto-EMF paydo bo'lishi
   

Hozirgi vaqtda foto effektlarning uch turi mavjud:

1. 
   Ichki fotoelektrik effekt. Bu yarimo'tkazgichlarning o'tkazuvchanligini o'zgartirishdan iborat. U rentgen va ultrabinafsha nurlanish dozimetrlarida, shuningdek tibbiy asboblarda (oksimetrlarda) va yong'in signalizatsiyasida ishlatiladigan fotorezistorlarda ishlatiladi.
   
2. 
   Vana fotoelektr effekti. Bu elektr zaryadini tashuvchilarni elektr maydonidan ajratish natijasida har xil turdagi o'tkazuvchanlikdagi moddalarning interfeysida foto-emf paydo bo'lishidan iborat. U quyosh xujayralari, selen fotovoltaik xujayralari va yorug'lik detektorlarida ishlatiladi.
   
3. 
   Tashqi foto effekt. Yuqorida aytib o'tganimizdek, bu elektromagnit nurlanish kvantlari ta'siri ostida elektronlarni moddadan vakuumga chiqarish jarayoni.