История открытия фотоэффекта уравнение Эйнштейна и опыты Столетова и Генри
Опубликованно 03.02.2019 02:36
Эффект фото - это один из самых удивительных физических явлений, масштабы развития представлений, на котором охватывают почти три столетия. В этой статье, мы рассмотрим историю этого явления, а также мы представляем и описываем важный уравнение фотоэффекта. Предпосылки открытия явления
Предпосылки открытия явления фотоэффекта появились в далеком XVII веке, когда Исаак Ньютон представил сумерках теории света. По его словам, в луч света, состояла из разноцветных мелких частиц - корпускул. Эта теория длилась полтора века, и с успехом, объяснить явления отражения и преломления света.
Но вот пришла первой половины XIX века, и английский ученый Томас юнг в своем эксперименте со шлицем и монохроматический луч света показал, что физический объект имеет волновую природу.
В 60-е годы XIX века Джеймс Максвелл на основании теоретических расчетов построены достаточно стройную теорию электромагнетизма, в которой он смог объединить все момент известные явления магнитной и электрической природы. Максвелл предсказал существование электромагнитных волн, подтвердив тем самым, опыт Юнга.
Немецкий физик Генрих Герц поставил эксперименты, в которых доказал существование предсказанных волн, и, кстати, открыл явление фотоэффекта. Опыты Генриха Герца
Идея постановки опытов Герца родилась непосредственно из теории Максвелла, которая говорит, что переменное электрическое или магнитное поле, способен производить электромагнитные волны. Эти последние способны вызывать переменного тока в любом проводнике, который берет.
В 1887 Герц, используя катушки, Слух, загружен из двух металлических клеток, в результате чего искра между ними. Эта свалка, создал волну, которая, порождая переменный ток в приемнике, привело к гайка категории небольшой воздушный зазор. Эта свалка была настолько слабы, что Герц был приемник в темную комнату, чтобы увидеть искру. И тут ученый заметил странную вещь: искра в темной комнате была ниже, чем в светлом.
Публикуя свои работы, Hertz не мог объяснить отмеченные изменения интенсивности искры. Удовлетворительное объяснение было дано лишь в 1905 году, Альберт Эйнштейн. Но прежде, чем это произойдет, в истории открытия фотоэффекта было все еще большую фигуру. Александр Столетов и его опыты
А. г. Столетов - выдающийся русский ученый второй половины XIX века, который внес большой вклад в развитие точки зрения оперативного отслеживания. Но самым известным опыты Столетова по изучению фотоэффекта.
Эти опыты создания в 1888 году. Они были следующим образом: подключив воздушный конденсатор в слабый источник питания, ученый направил свет ртути из лампы катода (цинк пластины конденсатора), он наблюдал появление электрического тока в цепи.
Эти эксперименты Ты позволили сформулировать первый закон фотоэффекта: якоря в цепи тока прямо пропорциональна интенсивности света, падающего на катод. Русский ученый объяснил это явление поворот отрицательно заряженных частиц электромагнитной волны из материала катода. Обратите внимание на то, что в момент постановки этих экспериментов, электрон еще не был открыт.
Альберт Эйнштейн и современная теория фотоэффекта
В 1905 году, используя результаты исследований различных ученых (Столетова, Томсона, Планка), Эйнштейн опубликовал статью "точки зрения эвристики, касающейся возникновения и превращения света", в которой дал подробное объяснение рассмотрел явление и вывел уравнение фотоэффекта.
Современные законы фотоэффекта формулируются следующим образом: Между интенсивностью света и potato существует пропорциональность (закон Столетова). Есть определенная частота света, называемая порогом, ниже которого рассматривается явление не наблюдается. Кинетическая энергия вырванного фотона электрона прямо пропорциональна частота фотона не зависит от интенсивности света, падающего на катод. Этот эффект возникает мгновенно, как только свет падает на материал. Теория фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна
Чтобы понять приведенные выше положения для фотоэффекта, следует посмотреть, что происходит с электроном в атоме, когда его облучают светом. Основной заслугой Эйнштейна было то, что он мог догадаться, что электрон взаимодействует не электромагнитная волна, и квант света с энергией фотона. Фотон полностью поглощается электроном, передавая ему свою энергию. Далее судьба электрона может быть следующая: Если передается энергия фотона не достаточно, чтобы выйти из атома, электрон переходит сначала в возбужденное состояние, а затем возвращается в основное состояние с излучением фотонов. Если энергия фотона больше работы выхода электрона, а затем он выходит из области и переходит в свободное состояние.
Уравнение для фотоэффекта имеет вид:
h?v = h?v0 + Ek.
Здесь v - частота фотона, v0 - красная граница фотоэффекта или порог частоты, ниже которой явление не наблюдалось, Ek - кинетическая энергия свободного электрона, h-постоянная Планка.
Уравнение фотоэффекта показывает, что энергия фотона (h?v) расходуется на вырывание электрона из материала (h?v0) и на сообщение ему некоторой скорости (Ek). Эффект фотоэлектрических и солнечных батарей
Явление фотоэффекта широко используется для производства электрической энергии из солнечного света. Эта энергия используется для удовлетворения бытовых нужд и для питания электроники на спутниках.
Основной материал для солнечных батарей в настоящее время является кремний. Эдс индуцируется в батареи происходит, когда свет светит на поле p-n перехода полупроводника. Автор: Валерий Савельев 21 Октября 2018 Года
Категория: Студентам