18) Фотоэффект. Уравнение Эйнштейна. Применение фотоэффекта,

Различают фотоэффект внешний, внутренний и вентильный. Внеш­ним фотоэлектрическим эффектом (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.

А. Эйнштейн в 1905 г. показал, что явле­ние фотоэффекта и его закономерности могут быть объяснены на основе предло­женной им квантовой теории фотоэффек­та. По Эйнштейну, каждый квант (фотон) погло­щается только одним электроном.

h=A+mv²_max/2. (203.1)

Уравнение (203.1) называется уравнением Эйнштейна для внешнего фотоэффекта.

Применение фотоэффекта

На явлении фотоэффекта основано дейст­вие фотоэлектронных приборов, получив­ших разнообразное применение в различ­ных областях науки и техники. В настоя­щее время практически невозможно ука­зать отрасли производства, где бы не использовались фотоэлементы — приемни­ки излучения, работающие на основе фо­тоэффекта и преобразующие энергию из­лучения в электрическую.

20)Эффект Комптона. Опыты Вавилова. Двойственная природа света.

Наиболее полно корпускулярные свойст­ва света проявляются в эффекте Комп­тона. Он обнаружил, что в составе рассеянного излучения наряду с излучени­ем первоначальной длины волны наблюда­ется также излучение более длинных волн. Опыты показали, что разность ='- не зависит от длины волны  падающего излучения и природы рассеивающего ве­щества, а определяется только величиной угла рассеяния :

 ='-= 2_Csin²(/2), (206.1)

где ' — длина волны рассеянного излуче­ния, _C — комптоновская длина волны

Эффектом Комптона называется упру­гое рассеяние коротковолнового электро­магнитного излучения (рентгеновского и -излучений) на свободных (или сла­босвязанных) электронах вещества, со­провождающееся увеличением длины во­лны. 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). Поэтому при взаимодействии фотонов со свободными электронами может наблю­даться только их рассеяние, т. е. эффект Комптона.

21)Опытное обоснование корпускулярно-волнового дуализм света. Опыты Столетова, Лукирского и Прилежаева.

об универсальности корпускулярно-волнового дуализма. Де Бройль ут­верждал, что не только фотоны, но и элек­троны и любые другие частицы материи наряду с корпускулярными обладают так­же волновыми свойствами.

согласно де Бройлю, с каждым микрообъектом связываются, с одной сто­роны, корпускулярные характеристики — энергия Е и импульс р, а с другой — волновые характеристики — частота v и длина волны К. Количественные соотно­шения, связывающие корпускулярные и волновые свойства частиц, такие же, как для фотонов:

E=hv, p=h/. (213.1)

любой частице, обладающей импульсом, сопо­ставляют волновой процесс с длиной вол­ны, определяемой по формуле де Бройля:

=h/p. (213.2)

Дифракционные максимумы соответство­вали формуле Вульфа — Брэггов, а брэгговская длина волны оказалась в точности равной длине волны, вычислен­ной по формуле (213.2). Следовательно, волновые свойства частиц не являются свойством их коллектива, а присущи каждой частице в отдельно­сти.

Экспериментальное доказательство наличия волновых свойств микрочастиц привело к выводу о том, что перед нами универсальное явление, общее свойство материиПоэтому счи­тается, что макроскопические тела про­являют только одну сторону своих свойств — корпускулярную — и не прояв­ляют волновую.

Представление о двойственной корпускулярно-волновой природе частиц ве­щества углубляется еще тем, что на части­цы вещества переносится связь между полной энергией частицы г и частотой v волн де Бройля:

e=hv. (213.3)