- •Гипотеза м. Планка (1900 г.)
- •Квантовая теория света Эйнштейна (1905 г.)
- •Интерференция света. Условия получения интерференционной картины. Условия максимума и минимума при интерференции
- •37. Когерентность. Интерференция в тонких пленках.
- •Кольца Ньютона
- •Когерентность и монохроматичность световых волн
- •Когерентностью называется согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов.
- •Условие временной когерентности:
- •Условие пространственной когерентности:
- •Интерференция в тонких пленках. Кольца Ньютона
- •Условие максимума
- •Условие минимума
- •38. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на простейших преградах. Явление дифракции света. Принцип Гюйгенса-Френеля
- •Метод зон Френеля
- •Дифракция Френеля на простейших преградах
- •39. Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка, ее разрешающая способность Дифракция Фраунгофера на одной щели
- •Дифракционная решетка, ее разрешающая способность
- •Пространственная решетка. Рассеяние света
- •41. Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера.
- •42. Тепловое излучение, его характеристики. Абсолютно черное тело
- •Характеристики теплового излучения
- •43. Распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела. Законы Кирхгофа, Стефана-Больцмана, Вина
- •2. Закон Стефана-Больцмана
- •Квантовая гипотеза м. Планка (1900 г.)
- •Тепловые источники света
- •44. Фотоэффект. Законы фотоэффекта
- •Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта
- •Применение фотоэффекта
- •45. Развитие представлений о строении атома. Модели Томсона и Резерфорда. Спектры излучения и поглощения в атомах водорода
- •Спектры излучения и поглощения в атомах водорода
- •46. Постулаты Бора. Квантование орбит. Боровская теория атома водорода
- •Спектр атома водорода по Бору
- •47. Характеристики атомного ядра. Атомная единица массы. Изотопы. Состав атомного ядра Размер, состав и заряд атомного ядра. Массовое и зарядовое числа
- •Характеристики ядра
- •48. Устойчивость атомных ядер. Энергия связи. Деление тяжелых ядер и синтез легких. Термоядерная энергия.
- •Цепная реакция деления
- •Реакции синтеза (термоядерные реакции)
- •Понятие о ядерной энергетике
- •49. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада
- •Виды радиоактивного излучения
- •Закон радиоактивного распада
- •1Бк активность нуклида, при которой за 1 с происходит один акт распада.
- •Закономерности , и распадов
- •Дозы излучений
44. Фотоэффект. Законы фотоэффекта
Различают три вида фотоэффекта: внешний, внутренний, вентильный.
Внешним фотоэффектом называется испускание электронов веществом под действием электромагнитного излучения.
Внутренний фотоэффект это вызванные электромагнитным излучением переходы электронов внутри полупроводника или диэлектрика из связанных состояний в свободные без вылета наружу. В результате увеличивается концентрация электронов, что приводит к возникновению фотопроводимости повышению электропроводности, возникновению ЭДС при освещении.
В 1888-1890 годах А.Г. Столетов провел систематическое исследование внешнего фотоэффекта. Облучая катод светом различных длин волн, Столетов установил следующие свойства фотоэффекта:
под действием света вещество теряет только отрицательные заряды;
наиболее эффективное действие оказывают ультрафиолетовые лучи;
фотоэффект практически безынерционен, т.е. промежуток времени между моментом освещения и началом разрядки ничтожно мал.
При фиксированной частоте падающего света ( = const) сила фототока насыщения Iн прямо пропорциональна падающему на катод световому потоку Е.
Максимальная кинетическая энергия вырванных светом электронов (максимальная скорость электрона vmax) растет с ростом частоты падающего света и не зависит от светового потока.
Фотоэффект не возникает, если частота света меньше некоторой характерной для каждого металла величины кр, называемой "красной границей" фотоэффекта. Частота кр зависит от химической природы вещества и состояния его поверхности.
Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта
В 1905 году А.Эйнштейн, опираясь на работы М.Планка по излучению нагретых тел, предложил квантовую теорию фотоэффекта.
, (1)
Энергия падающего фотона расходуется на совершение электроном работы выхода из металла и на сообщение электрону кинетической энергии .
Применение фотоэффекта
1. Фотоэлементы приемники излучения, преобразующие энергию излучения в электрическую энергию.
Рис. 3. Полупроводниковый фотодатчик для измерения интенсивности фотовспышки
- с кислородно-цезиевым катодом для видимого и инфракрасного излучения;
- с сурьмяно-цезиевым катодом для ультрафиолетового излучения.
Используется в экспонометрах, люксметрах, микрокалькуляторах, фотореле и т.д.
Газонаполненный фотоэлемент (интегральная чувствительность 1 мА/Лм), баллон заполняется разряженным инертным газом при давлении 1,3…13 Па. Фототок усиливается из-за ударной ионизации газа.
2. Фотосопротивления (фоторезисторы) фотоэлементы с внутренним фотоэффектом.
3. Вентильные фотоэлементы (фотоэлементы с запирающим слоем), в них происходит непосредственное преобразование световой энергии в электрическую энергию. Они имеют большую интегральную чувствительность 2…30 мА/Лм. Используются в солнечных батареях, КПД до 22%.
Рис. 4. Солнечная батарея
спутника
Рис.
5. Дом с крышей из солнечных
батарей