Яндекс.Директ

Помощь в написаниикурсовых работОт 500 р! Срок от 1 дня! Без посредников и переплат! Доработка бесплатно!author24.ru

Изолирующие соединенияГазопроводные изолирующие соединения. Доставка по всей России.ttgas.ruАдрес и телефон

Если энергия фотона такова, что   , то, согласно уравнению Эйнштейна (2.2),     и   . Следовательно, при осве-щении металла светом, длина волны которого   , энергия фотона   достаточна лишь для того, чтобы совершить работу выхода А (удалить электрон из металла), но не достаточна для сообщения электрону скорости, когда он покинет металл. Длина волны   называется красной границей фотоэффекта. Таким образом, при 

 . (2.4)

Это выражение представляет собой уравнение Эйнштейна для красной границы. Согласно выражению (2.4), красная граница фотоэффекта определяется по формуле

 . (2.5)

Таким образом, красная граница фотоэффекта   , зависящая только от работы выхода электрона из металла А, различна для разных металлов (поскольку для разных металлов Аразлична).

Если длина волны света   , то фотоэффект не наблюдается, так как в этом случае энергия кванта меньше работы выхода электрона (   ). Электрон обладает энергией, недостаточной для преодоления потенциального барьера, и остается внутри металла.

Яндекс.Директ

Услуги по лесной таксации!Быстро! Качественно! Минимальные сроки! Выгодные цены! Звони!tverlesproekt.ruАдрес и телефон

iPhone 7 128gbза 48500 рСупер скидки на iPhone 7 128gb в Белгороде! Официальная гарантия Apple!ipac31.ruАдрес и телефонБелгород

Таким образом, законы фотоэффекта свидетельствуют о следующем:

1) число вырванных фотоэлектронов пропорционально числу падающих фотонов (интенсивности света) при   ;

2) кинетическая энергия фотоэлектронов пропорциональна частоте n (длине волны λ) падающего света;

3) каждому веществу свойственна красная граница фотоэффекта (   ).

Фотоэффект безынерционен, то есть испускание фотоэлектронов начинается сразу же, как только на металл падает свет с длиной волны   . Это свойство внешнего фотоэффекта является ещё одним подтверждением квантового характера взаимодействия света с вещест-вом. Согласно же классическим волновым представлениям, требуется значительное время для того, чтобы электромагнитная волна заданной интенсивности могла передать электрону энергию, достаточную для совершения им работы выхода.

Наиболее полно корпускулярные свойства света проявляются в эффекте Комптона. Американский физик А. Комптон (1892—1962), исследуя в 1923 г. рассеяние монохроматического рентгеновского излучения веществами с легкими атомами (парафин, бор), обнаружил, что в составе рассеянного излучения наряду с излучением первоначальной длины волны наблюдается также более длинноволновое излучение. Опыты показали, что разность ∆λ=λ’-λне зависит от длины волны λ падающего излучения и природы рассеивающего вещества, а определяется только углом рассеяния θ:

 (5.1)

λ’ - длина волны рассеянного излучения, λ_с -комптоновская длина волны.

Эффектом Комптонаназывается упругое рассеяние коротковолнового электромагнитного излучения (рентгеновского и γ-излучений) на свободных (или слабосвязанных) электронах вещества, сопровождающееся увеличением длины волны. Этот эффект не укладывается в рамки волновой теории, согласно которой длина волны при рассеянии изменяться не должна: под действием периодического поля световой волны электрон колеблется с частотой поля и поэтому излучает рассеянные волны той же частоты.

Объяснение эффекта Комптона дано на основе квантовых представлений о природе света. Если считать, как это делает квантовая теория, что излучение имеет корпускулярную природу, т. е. представляет собой поток фотонов, то эффект Комптона — результат упругого столкновения рентгеновских фотонов со свободными электронами вещества (для легких атомов электроны слабо связаны с ядрами атомов, поэтому их можно считать свободными). В процессе этого столкновения фотон передает электрону часть своих энергии и импульса в соответствии с законами их сохранения.

Рассмотрим упругое столкновение двух частиц (рис. 4)— налетающего фотона, обладающего импульсом p_γ=hv/cи энергией ξ_γ=hv, спокоящимся свободным электроном (энергия покоя W₀=m₀c²; m₀— масса покоя электрона). Фотон, столкнувшись с электроном, передает ему часть своей энергии и импульса и изменяет направление движения (рассеивается). Уменьшение энергии фотона означает увеличение длины волны рассеянного излучения. При каждом столкновении выполняются законы сохранения энергии и импульса. Согласно закону сохранения энергии,

 (5.2)

а согласно закону сохранения импульса,

 (5.3)

гдe W₀=m₀c² – энергия электрона до столкновения, ξ_γ=hv — энергия налетающего фотона,  — энергия электрона после столкновения (используется релятивистская формула, так как скорость электрона отдачи в общем случае значительна ε’_γ=hv^’ — энергия рассеянного фотона. Подставив в выражение (5.2) значения величин и представив (5.3) в соответствии с рис. 3, получим