Fotoefekt
Zjawisko fotoelektryczne polega na emisji elektronów metalu pod wpływem promieniowania elektromagnetycznego.
Światło monochromatyczne pada przez okienko kwarcowe O na katodę K i wyzwala z niej elektrony, które lecą do anody A.
Przebieg elektronów od katody K do anody A wykrywany jest jako prąd, którego natężenie w obwodzie mierzy się za pomocą mikroamperomierza. WNIOSKI DOŚWIADCZALNE
- ilość wybijanych z katody elektronów zależy od natężenia światła i nie zależy od częstości światła padającego.
- energia kinetyczna wybijanych z katody elektronów zależy od częstości światła padającego na katodę.
Einstein wyjaśnił, że wiązka światła składa się z oddzielnych porcji energii zwanych fotonami. Fotony padając na obszar, w którym zgromadzone są elektrony, oddają swoją energię elektronom. Elektrony w metalu znajdują się w dole potencjału tzn. że energia fotonu zostaje zużyta na pokonanie bariery dołu potencjału oraz na energię kinetyczną wybijanego elektronu. Wzór Einsteina (bilans energii dla fotoefektu): Tego zjawiska nie dało się wytłumaczyć w oparciu o fizykę klasyczną, ponieważ fizyka klasyczna zakłada, że światło to fala elektromagnetyczna, gdzie energia fali jest wprostproporcjonalna do A2 co odpowiada natężeniu fali, zatem światło o większym natężeniu powinno z większą energią wybijać elektrony z metalu. Tymczasem liczba elektronów ( a nie energia ! ) zależy od natężenia światła.
Fizyka klasyczna nie potrafiła wytłumaczyć tego zjawiska, ponieważ nie znała dualizmu korpuskularno- falowego, czyli dwoistej natury światła, a także nie znała pojęcia fotonu.
FOTON
Charakterystyczne wielkości:
Masa spoczynkowa: m = 0
Energia: E = h υ = h c/ λ
Pęd: p = E / c = h / λ
Foton charakteryzują wielkości falowe : λ, υ oraz wielkości korpuskularne : m, p.
Np. promieniowanie długofalowe - ma cechy falowe, Promieniowanie krótkofalowe - ma cechy kwantowe.
Wzór : p = E / c = h / λ wynika z teorii względności E2 = p2 c2 + m2 c4 Dla fotonu m = 0, mamy E = p c , a stąd p = E / c, ponieważ E = h υ, a υ = c / λ, stąd otrzymujemy p = h / λ.
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)