Протокол

на Александър Мирославов Маринов i8456

Фотоефект.

Определяне константата на Планк

Теоретична част:

Фотоефекта и топлинното равновесно излъчване не намират обяснение в рамките на класическата физика. Идеята за квантовото електромагнитно излъчване е въведена през 1900г. от Планк. Прилагайки тази идея, той получава потвърждаващия се и от опита израз за спектралната плътност на топлинното излъчване. Планк постулира, че атомните осцилатори притежават енергия E=n_o , n=1,2,3 , како прдполага, че минималната енергия е пропорционална на честотата _o=h.Като h е констнтата на Планк: h=6.67*10^-34Js . Фотоефекта представлява избиване на електрони от веществото под действие на електромагнитно лъчение излъчване като светлината от видимата или ултравиолетова област, ренгенови лъчи или -лъчи. При външен фотоефект електроните се избиват от зоната на проводимост, докато при вътрешният фотоефект, това са електрони от по-дълбоко разположените атомни слоеве, при което получената ваканция незабавно се запълва от електрони от по-горните слоеве. Под ядрен фотоефект се разбира избиване на нуклеони от ядрото под действие на високо енергетични -кванти.

Опитната постановка, с която може да се изследва външния фотоефект представлява вакуумен прибор с два електрода анод и катод, наречен фотоклетка. Светлина с точно определена честота от монохроматор влиза през прозрачната стена на фотоклетката и пада върху катода, от който избива електрони. Полученото напрежение между него и анода U=V_k-V_a насочва електроните към анода (колектора), а във външната верига протича ток I_ф (фототок).

Основните закони при фотоефекта са следните:

1. Съществува гранична честота _гр (или _гр), при което за дадената материя на катода не може да се наблюдава фотоефект, независимо от интензивността на светлинния поток

2. Фотоелектроните напускат катода с енергия от нула до някаква максимална: T_max=(1/2)mV_max²= eU_mzx , където U_mzx е спиращия потенциал. U_mzx зависи линейно от честотата и не зависи от плътността на светлинния поток.

3. При фиксирана честота броя на електроните за единица време е пропорционален на интензивността на светлината.

4. Фотоелектроните се появяват след 10^-9s

Тези явления се обясняват от Айнщайн през 1905г. Той разглежда светлината като корпускули (или кванти) с енергия E=h . Кванта, наречен фотон, предава енергията си на електрон от веществота, чиято кинетична енергия става:

T=eU_o=h-A или U_o=(h/e)-A/e,

където A е отделителната работа на електрона. По същество това е закон за запазване на енергията. Следователно: