To tylko jedna z 5 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Wojciech Cichowski 22kwietnia 2012
nr albumu 194009
Inżynieria Biomedyczna
WPPT
grupa pon. 730 - 900 PRAWO MALEJĄCYCH PRZYCHODÓW W FIZYCE - PORÓWNANIE ZE ZJAWISKEIM FOTOELEKTRYCZNYM ZEWNĘTRZNYM
Czym właściwie jest to całe zjawisko fotoelektryczne? Krótko po wykazaniu falowej natury światła poznano zjawisko, którego szczegółów nie można było wyjaśnić na gruncie falowej teorii światła. Było to właśnie zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne, polegające na tym, że metal, na który pada strumień promieniowania emituje elektrony i w efekcie może nieznacznie naładować się dodatnio. W przypadku wolnego przewodnika jest to jedynie elektryzowanie, natomiast w przypadku przewodnika włączonego do obwodu, który został przerwany, oświetlenie obojętnie której strony przerwy umożliwi przepływ prądu elektrycznego.
Sam fakt zjawiska fotoelektrycznego można wyjaśnić również za pomocą falowej teorii światła. Fala elektromagnetyczna niesie bowiem energię, a elektrony w metalu znajdują się w tak zwanej studni potencjału, co oznacza, że dla każdego takiego przewodnika istnieje określona energia, którą musi mieć elektron, aby ten metal opuścić. Nazywana jest ona pracą wyjścia.
Wyjaśnienie zjawiska fotoelektrycznego zaproponował Albert Einstein, wysuwając hipotezę, że światło ma podwójną naturę - jest jednocześnie falą i strumieniem cząsteczek (dualizm korpuskularno-falowy). Cząstki te posiadają zerową masę spoczynkową. Mogą istnieć jedynie w ruchu i to wyłącznie poruszając się z prędkością światła. Nazwane zostały fotonami.
Foton to najmniejsza porcja (kwant) energii, jaka może być związana z falą o określonej długości i częstotliwości. Kluczem do wyjaśnienia szczegółów zjawiska fotoelektrycznego zewnętrznego jest to, że foton bez względu na to jak dużą energię przenosi, może przekazać ją jednorazowo wyłącznie jednemu elektronowi. Tak samo elektron, biorca energii, może otrzymać ją wyłącznie od jednego fotonu.
Do badania praw, na których opiera się zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne, używana jest komórka fotoelektryczna próżniowa. Układ pomiarowy przedstawia poniższy rysunek:
Próżniowa bańka jest tak skonstruowana, że umożliwia fotonom dojście jedynie do fotokatody K. Opornik R odpowiada za płynną zmianę napięcia, a przełącznik P - odwracanie biegunowości zasilania.
Natężenie prądu płynącego w obwodzie zależy od przyłożonego napięcia oraz strumienia padającego promieniowania.
Ale gdzie tu jakiekolwiek podobieństwa do prawa malejących przychodów?
Odpowiedź tkwi w zależności natężenia prądu przepływającego przez fotokomórkę od przyłożonego na zaciskach napięcia przy jednakowym strumieniu promieniowania. Można domyślić się, że natężenie to będzie wzrastać wraz ze wzrostem napięcia. Zależność ta nie jest jednak liniowa. Dla przykładowej fotokomórki wygląda ona następująco:
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)