Файл: Кафедра Физики отчет по лабораторной работе 12 по дисциплине Физика Тема Исследование внешнего фотоэффекта Выполнение.pdf

МИНОБРНАУКИ РОССИИ САНКТ ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
«ЛЭТИ» ИМ В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА) Кафедра Физики ОТЧЕТ по лабораторной работе
№12 по дисциплине Физика Тема Исследование внешнего фотоэффекта Выполнение
ИДЗ Вопросы к лабораторной работе Подготовка к лабораторной работе Отчет по лабораторной работе Коллоквиум Итоговая оценка
6,13. Студент гр
Балташев А Преподаватель _ __________ _________ _____ _ Кузьмина Н.Н.
Санкт-Петербург
2020

ОТВЕТЫ НА ЗАЩИТУ
1. Законы Столетова. Нашли ли эти законы подтверждение в эксперименте Ответ Законы внешнего фотоэффекта. Внешним фотоэффектом называется испускание электронов веществом под действием света. Электроны, вылетающие из вещества при внешнем фотоэффекте, называются фотоэлектронами, а образуемый ими ток называется фототоком. С помощью схемы Столетова была получена следующая зависимость фототока от приложенного напряжения при неизменном световом потоке Ф (то есть была получена ВАХ – вольт- амперная характеристика При некотором напряжении Н фототок достигает насыщения н – все электроны, испускаемые катодом, достигают анода, следовательно, сила тока насыщения н определяется количеством электронов, испускаемых катодом в единицу времени под действием света. Число высвобождаемых фотоэлектронов пропорционально числу падающих на поверхность катода квантов света. А количество квантов света определяется световым потоком Ф, падающим на катод. Число фотонов N, падающих за время t на поверхность определяется по формуле где W – энергия излучения, получаемая поверхностью за время Δt,

- энергия фотона, Фе – световой поток (мощность излучения. й закон внешнего фотоэффекта (закон Столетова При фиксированной частоте падающего света фототок насыщения пропорционален падающему световому потоку з - задерживающее напряжение - напряжение, при котором ни одному электрону не удается долететь до анода. Следовательно, закон сохранения энергии в этом случае можно записать энергия вылетающих электронов равна задерживающей энергии электрического поля следовательно, можно найти максимальную скорость вылетающих фотоэлектронов V
max

2- й закон фотоэффекта максимальная начальная скорость V
max
фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света (от Фа определяется только его частотой ν
3- й закон фотоэффекта для каждого вещества существует красная граница' фотоэффекта, то есть минимальная частота к, зависящая от химической природы вещества и состояния его поверхности, при которой ещё возможен внешний фотоэффект. Второй и третий законы фотоэффекта нельзя объяснить с помощью волновой природы света (или классической электромагнитной теории света. Согласно этой теории вырывание электронов проводимости из металла является результатом их "раскачивания" электромагнитным полем световой волны. При увеличении интенсивности света (Ф) должна увеличиваться энергия, передаваемая электроном металла, следовательно, должна увеличиваться V
max
, а это противоречат 2-му закону фотоэффекта. Так как по волновой теории энергия, передаваемая электромагнитным полем пропорциональна интенсивности света (Ф, то свет любой частоты, но достаточно большой интенсивности должен был бы вырывать электроны из

металла, то есть красной границы фотоэффекта не существовало бы, что противоречит 3-му закону фотоэффекта. Внешний фотоэффект является безынерционным. А волновая теория не может объяснить его безынерционность.
2. Красная граница фотоэффекта. Применимо ли это понятие к внутреннему фотоэффекту Ответ Красная граница фотоэффекта Красной границей фотоэффекта называется минимальная частота и соответствующая ей максимальная длина волны, при которой наблюдается фотоэффект. Почему она так называется – красная граница Если мы возьмем свет такой частоты, при которой будет наблюдаться фотоэффект, и будем ее уменьшать, мы будем по оси частоты смещаться влево,

пока не дойдем до предела, при котором фотоэффект прекратится. Можно поставить рядом ось длин волн. Если мы будем также смещаться в видимом спектре, то мы будем двигаться к красному свету, который является граничным для нашего глаза. Свет меньших частот или бόльших длин волн мы уже невидим. Граница видимости соответствует красному цвету. Для фотоэффекта предельная частота необязательно соответствует красному цвету, но по аналогии называется красной границей (см. рис. 1). Рис. Рис. Красная граница фотоэффекта и граница спектра видимого света.
Как найти красную границу фотоэффекта.
апишем уравнение Эйнштейна для этого случая. Т. к. энергии такого кванта хватает только на то, чтобы выбить электрон, и на его разгон энергии уже нет см. рис. 2), составляющая (mv^2)/2 будет равна нулю
– красная граница фотоэффекта