|
|
|
§ 28. Фотоэффект. Фотоны
Теория фотоэффектаЭйнштейн воспринял гипотезу Планка об излучении и поглощении света отдельными порциями как указание на то, что свет представляет собой поток частиц, названных впоследствии фотонами. Чтобы, поглотив фотон, электрон смог вырваться из металла, он должен совершить некоторую работу против сил электрического поля, поскольку ионная решетка притягивает электрон. Эту работу называют работой выхода и обозначают Авых. Электрон-вольтЭнергию фотона, кинетическую энергию фотоэлектрона и работу выхода часто задают в электрон-вольтах (обозначают эВ). 1 эВ равен модулю изменения энергии электрона при прохождении им разности потенциалов, равной 1 В.
Максимальная кинетическая энергия будет у тех фотоэлектронов, которые, поглотив фотон, вырвались из металла, не потеряв энергию на столкновения с другими частицами металла. Уравнение Эйнштейна для фотоэффектаИз закона сохранения энергии следует, что
Соотношение (3) называют уравнением Эйнштейна для фотоэффекта.
Рассмотрим, как теория фотоэффекта объясняет второй и третий законы фотоэффекта. Согласно уравнению Эйнштейна (3) максимальная кинетическая энергия вырванных светом электронов линейно зависит от частоты света: Ек = hν - Авых. (4) А это и есть второй закон фотоэффекта (см. выше в этом параграфе). Далее, если энергия падающих фотонов меньше работы выхода, то есть hν < Авых, то фотоны не смогут вырывать электроны из металла. Это объясняет существование красной границы фотоэффекта (третий закон фотоэффекта). Теория Эйнштейна объясняет также физический смысл красной границы фотоэффекта.
Подсказка. Воспользуйтесь формулами (2), (3) и (5).
|
|
|