Фотоэффект

4. Явление фотоэффекта и его законы, установленные в результате многочисленных экспериментов учёных, были объяснены в 1905 г. Альбертом Эйнштейном (1879—1955) — выдающимся немецким физиком XX в.

А. Эйнштейн высказал принципиально новую, невозможную с позиций классической физики гипотезу: свет испускается, распространяется и поглощается определёнными порциями — квантами.

Несколько раньше, в 1900 г., немецкий учёный Макс Планк (1858—1947) предположил, что электромагнитное излучение, в том числе и видимый свет, испускается порциями — квантами. Значение порции энергии электромагнитного излучения зависит только от частоты излучения и может быть определено по формуле:

Е = hν,

где Е — энергия кванта, ν — частота излучения, h — постоянная величина, получившая впоследствии название постоянной Планка. Постоянная Планка равна 6,62 • 10^-34 Дж • с.

5. Гипотезы М. Планка и А. Эйнштейна не только кардинально меняли все классические представления об электромагнитном излучении как сугубо волновом процессе, но и позволили предсказать существование принципиально новой элементарной частицы. Частица электромагнитного излучения, получившая название фотон (от греческого слова, означающего «свет»), реально существует в природе, что вскоре было подтверждено в многочисленных экспериментах.

6. Фотоэффект и другие явления, открытые физиками на рубеже XX в., доказывают, что свет является потоком особого рода частиц — фотонов. Однако такие явления, как интерференция и дифракция, неопровержимо свидетельствуют о волновых свойствах света. Естественно возникает вопрос: что же такое свет — поток фотонов или электромагнитная волна?

Ответ на этот вопрос, полученный учёными уже более века назад, может показаться в первый момент необычным: свет в зависимости от ситуации может вести себя как поток частиц (фотонов) или как волна.

Вопросы для самопроверки

1. В чём состоит явление фотоэффекта?

2. Будет ли происходить фотоэффект, если цинковую пластину зарядить положительно?

3. Как можно объяснить процесс вырывания электронов с поверхности металла с позиций волновой теории света?

4. Какие факты, наблюдаемые при изучении фотоэффекта, не могут быть объяснены исходя из классической волновой теории?

5. В чём состоит гипотеза Планка и Эйнштейна?

6. Что такое фотон?

Задание 39

Как изменится время разрядки электрометра в опыте по обнаружению фотоэффекта, если:

а) электрометр приблизить к источнику света;

б) закрыть непрозрачным экраном часть цинковой пластины;

в) поставить светофильтр, задерживающий инфракрасную часть спектра;

г) поставить светофильтр, задерживающий ультрафиолетовую часть спектра?

<<< К началу