Fotoefekto dėsniai

Šioje temoje nagrinėjama išorinis fotoefektas, jo dėsniai ir Einšteino lygtis, aprašanti šį reiškinį. Taip pat sužinoma apie fotoefekto raudonąją ribą ir kaip apskaičiuoti susijusius dydžius, pavyzdžiui, didžiausią bangos ilgį ar fotoelektronų greitį. Galiausiai, apžvelgiama keletas praktinių fotoefekto pritaikymo pavyzdžių.

Einšteino lygtis fotoefektui
Alberto Einšteino lygtis paaiškina fotoefekto dėsnius, remiantis kvantine šviesos teorija. Ji teigia, kad fotono energija (\(hv\)) panaudojama elektrono išlaisvinimo darbui (\(A_{\text{iš}}\)) ir fotoelektrono kinetinei energijai (\(mv^2/2\)): \(hv = A_{\text{iš}} + (mv^2/2)\).
Fotoefekto dėsniai
Eksperimentai atskleidė tris pagrindinius fotoefekto dėsnius. Pirma, iš katodo išplėštų fotoelektronų skaičius per vienetinį laiką yra tiesiogiai proporcingas krintančios spinduliuotės intensyvumui. Antra, fotoelektronų didžiausia pradinė kinetinė energija priklauso nuo spinduliuotės dažnio, bet nepriklauso nuo intensyvumo. Trečia, kiekvienai medžiagai būdingas minimalus spinduliuotės dažnis (fotoefekto raudonoji riba), kuriam esant dar vyksta fotoefektas.
Fotoefekto raudonoji riba
Fotoefekto raudonoji riba – tai mažiausias spinduliuotės dažnis (\(v_{min}\)), kuriam esant dar gali vykti fotoefektas. Šį dažnį galima apskaičiuoti iš Einšteino lygties, kai fotoelektrono kinetinė energija lygi nuliui: \(hv_{min} = A_{iš}\), iš čia \(v_{min} = A_{iš} / h\).
Fotoefekto taikymas
Fotoefektas plačiai taikomas praktikoje, pavyzdžiui, “elektroninėse akyse” ir kituose šviesai jautriuose prietaisuose. Šie prietaisai veikia registruodami fotoelektronų srautą, atsirandantį dėl šviesos poveikio.
Fotoefekto voltamperinė charakteristika
Tyrimai, matuojant fotosrovės stiprio priklausomybę nuo įtampos, atskleidžia voltamperines charakteristikas. Didinant įtampą, fotosrovė didėja iki soties vertės. Soties fotosrovė didėja didinant apšvietą, bet nekeičiant dažnio. Fotoelektronai turi pradinę kinetinę energiją, todėl fotosrovė teka net ir be įtampos. Stabdymo įtampa priklauso nuo spinduliuotės dažnio, bet nepriklauso nuo apšvietos.
Išorinis fotoefektas
Išorinis fotoefektas yra reiškinys, kai elektromagnetinė spinduliuotė, paveikdama kietuosius kūnus ar skysčius, išspinduliuoja elektronus, vadinamus fotoelektronais. Fotoefekto dėsningumai atskleidžia šio reiškinio ypatybes.
Kvantinės optikos sąvokos
Kvantinėje optikoje svarbios kelios pagrindinės sąvokos, apibrėžiančios fotoefekto reiškinius. Soties fotosrovė – tai didžiausia pasiekiama fotosrovės vertė, kai visi šviesos išmušti elektronai pasiekia anodą. Stabdymo įtampa – tai įtampa, sustabdanti fotosrovę, grąžinanti fotoelektronus atgal į katodą. Fotoefekto raudonoji riba – tai mažiausias spinduliuotės dažnis, kuriam esant dar vyksta fotoefektas. Elektrono išlaisvinimo darbas – tai energija, reikalinga elektronui išlaisvinti iš medžiagos.

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com