17. Фотоэффект и уравнение Эйнштейна. Внешний и внутренний фотоэффект.
Фотоэффект – это явление вырывания электронов с поверхности металлов под действием света.
Это явление было установлено Герценом.
Закономерности фотоэффекта установленные Столетовым:
а) существует min частота, при которой начинается фотоэффект – красная граница и зависит от рода вещества;
б) max кинетическая энергия фотоэлектронов не зависит от интенсивности света, и определяется только частотой света;
в) от интенсивности света зависит количество фотоэлектронов, т.е. ток насыщения.
Эйнштейн предположил, что фотон может выбить с поверхности только один электрон, а электрону, чтобы вырваться из вещества, необходимо совершить работу выхода Авых. Тогда из закона сохранения энергии следовало, что при фотоэффекте энергия фотона hn должна быть равна сумме работы выхода Авых и кинетической энергии фотоэлектрона со скоростьюv и массой m:
Уравнение (30.3), объясняющее все законы фотоэффекта, называют уравнением Эйнштейна для фотоэффекта. Чем больше фотонов, тем больше они выбивают фотоэлектронов. Это и является объяснением закона №1 фотоэффекта. Согласно (30.3) кинетическая энергия фотоэлектронов прямо пропорциональная частоте света и не зависит от его интенсивности, что и объясняет закон №2 фотоэффекта. Из уравнения (30.3) следует, что фотоэлектрону необходимо совершить работу выхода Авых, и свет с частотой меньше nмин = Авых/h не будет вызывать фотоэффекта, что и объясняет закон №3 фотоэффекта.
18. Эффект Комптона и импульс фотона. Элементарная теория эффекта Комптона.
Эффект Комптона (Комптон-эффект) — явление изменения длины волны электромагнитного излучения вследствие упругого рассеивания его электронами. Обнаружен американским физиком Артуром Комптоном в 1923 году для рентгеновского излучения.
Импульс фотона — это импульс элементарной частицы (фотона), квант электромагнитного излучения (в узком смысле — света). Это частица, способная существовать и иметь массу только двигаясь со скоростью света.
19. Давление света, опыты Лебедева.
Давление света может быть описано как с точки зрения волновой теории, так и на основе квантовой теории света.
П
ри
высоком вакууме вращение происходит в
сторону зеркального лепестка и обеспечено
давлением света. P=F/S
(за время Δt)
ρ- коэффициент отражения,
ρ= 0 для чёрной,
ρ=1 для зеркальной,
α- угол падения света к нормали поверхности.
21. Строение атома. Опыты Резерфорда.
А́том — частица вещества микроскопических размеров и массы, наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств.
Атом состоит из атомного ядра и электронов. Если число протонов в ядре совпадает с числом электронов, то атом в целом оказывается электрически нейтральным. В противном случае он обладает некоторым положительным или отрицательным зарядом и называется ионом.
Схема опытов Резерфорда и его учеников Гейгера и Марсдена.
Внутри герметичной камеры, в которой был создан высокий вакуум, находился свинцовый контейнер с радиоактивным элементом, испускавшим a-частицы. Узкий пучок частиц падал перпендикулярно на поверхность металлической (золотой) фольги, толщиной около 1 мкм (10-6м). Регистрация частиц производилась по вспышкам света (сцинтилляциям), вызываемыми ими на экране, покрытом люминофором. Экран был укреплен перед объективом на корпусе микроскопа, с помощью которого визуально наблюдали сцинтилляции и подсчитывали их число. Так определяли количество частиц, движущихся по данному направлению после их взаимодействия с атомами вещества. Микроскоп вместе с экраном мог вращаться вокруг вертикальной оси, походящей через центр камеры, для регистрации рассеянных атомами фольги частиц.