Тақырып 10. Заттардың жылулық сәулелеуі. Жарықтың кванттық қасиеттері Негізгі сұрақтар
жүктеу/скачать 104.84 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Жарықтың кванттық қасиеттері Негізгі сұрақтар
- Фотоэлектрлі эффект. Сыртқы фотоэффект заңдары Фотоэлектрлі эффект
| Өзіндік бақылау сұрақтары:
Абсолют қара дене деген не? Кирхгоф заңы қалай айтылады? Абсолютті қара дененің сәулеленуінің заңдарын кім тағайындады? Больцман тұрақтысы нешеге тең? Вин тұрақтысы нешеге тең? Планк тұрақтысы нешеге тең? Жарықтың кванттық қасиеттері Негізгі сұрақтар: Фотоэлектрлі эффект. Сыртқы фотоэффект заңдары. Фотонның импулсі және энергиясы. Жарықтың қысымы. Комптон эффектісі. Электромагниттік сәулеленудің корпускулалық және толқындық қасиеттерінің бірлігі. Фотоэлектрлі эффект. Сыртқы фотоэффект заңдары Фотоэлектрлі эффект немесе фотоэффект деп белгілі бір толқын ұзындықтағы түсірілген жарықтың әсерінен металдардың электрондарды шығару құбылысын айтады. Металдардағы эффект сыртқы фотоэффект деп аталады, өйткені бұл жағдайда электрондар металдардан сыртқы қоршаған ортаға, яғни вакуумға шығады. Сыртқы фотоэффект құбылысын 1888 жылы А.Г.Столетов ашқан болатын. Металдардан ұшып шығатын электрондардың жылдамдығы түскен жарықтың қарқындылығына емес, оның жиілігін тәуелді. Фотоэффектің бұл заңдылығы жарықтың толқындық теориясы тұрғысынан айқындалмаған болып шықты. Жарықтың қарқындылығы үлкен болған сайын (жарықтың толқындық энергиясы) ұшып шығатын электрондардың жылдамдығы да үлкен болуы керек еді. Фотоэффекттің бұл негізгі заңдылығын 1905 жылы Эйнштейн жарықтың сәулеленуінің кванттық сипаты тұрғысынан алып түсіндірген. Абсолютті қара дененің кванттық сипаты сияқты, Эйнштейн фотоэфффект кезінде металға жарық кванттары (фотондар) (19.1) энергиясымен түседі деп болжады, мұнда -түскен жарық жиілігі, ал h = 6.62·10-27 эрг· с = 6.62·10-34 Дж·с- Планк тұрақтысы. Эйнштейн бойынша, энергияның сақталу заңымен кванттың бұл энергиясы электронның металдан шығу жұмысынын жеңуге және ұшып шығатын электронға белгілі бір энергия беруге шығындалады: (19.2) мұнда m – электрон массасы, ал -оның максимал жылдамдығы (19.2) теңдігі фотоэффект құбылысына қолданылған энергияның сақталу заңы, ол фотоэффект теңдеуі деп аталады. Фотоэффект теңдеуінен электронның жылдамдығы тек түскен жарықтың жиілігіне байланысты екендігі көрінеді. Сондай-ақ (19.2) -тен фотоэффекттің максимал кинетикалық энергиясы, максимал жылдамдығы және фотоэффектінің қызыл шекарасы анықталады. Шынында да, егер квант энергиясы шығу жұмысын жеңуге жеткілікті болса фотоэффект әбден болуы мүмкін. Бұл кезде минималь жиілік (19.3) немесе (19.4) теңдіктерінен анықталады, осы минималь жиілікке толқынының минимал ұзындығы сәйкес келеді (19.5) (19.5) теңдеуі электронның шығу жұмысы бойынша берілген металл үшін фотоэффекттің болу мүмкіндігін анықтайтын максимал ұзындықты толқынды анықтайды. Сыртқы фотоэффект қолданылатын ең қарапайым құрал - фотоэлемент- екі металл электроды – катод пен аноды бар шыны баллон. Баллон ішіндегі ауа сорылып алынып, электрондар фотокатодтан анодқа еркін жетуі үшін өте жоғары вакуум жасалған. Фотоэлементтің фотокатоды ретінде баллон шынысының металдық ішкі қабаты алынады. Фотоэлемент аноды темір сым тұзақ алынады. Ол фотоэлементке түсетін барлық жарық ағынын өткізу керек. Егер фотоэлементті нақты бір толқын ұзындықты жарықпен жарықтандырып , ал электродтарды тұрақты U кернеуге қосса, онда тізбекке қосылған микроамперметр онда тоқтың бар екендігін көрсетеді. Басқа сөзбен айтқанда, осындай фотоэлементті қолданып сыртқы фотоэффекті зерттеп бақылауға болады. жүктеу/скачать 104.84 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|