Опыты столетова(уч.11кл.Стр.314)
В вакуумной трубке помещены два электрода – катод из исследуемого материала и анод ( в схеме Столетова применялась металлическая сетка), подключенные к источнику напряжения.
Без освещения катода тока в цепи нет. При освещении электроны, вырываемые светом из катода, под действием электрического поля притягиваются к положительно заряженному аноду.
Возникающий в цепи ток называют фототоком, а вырванные из катода электроны – фотоэлектронами.
Небольшой фототок возникает даже при отсутствии разности потенциалов между анодом и катодом.
При малых напряжениях не все фотоэлектроны достигают анода.
С увеличением разности потенциалов между анодом и катодом все больше электронов достигают анода и сила фототока растет.
При некотором напряжении она достигает максимального значения, называемого фототоком насыщения Iн, и больше не увеличивается.
При этом все фотоэлектроны, покинувшие катод, достигают анода.
Если изменить полярность источника напряжения, то сила тока уменьшится и при некотором задерживающем напряжении –Uз станет равна нулю. В этом случае электрическое поле тормозит фотоэлектроны и возвращает их на катод.
Уравнение эйнштейна для фотоэффекта
См.выше «Фотоэффект»
Гипотеза луи де бройля(уч.11кл.Стр.322)
Гипотеза Луи де Бройля
Длина волны де Бройля
Опыт Джозефа Томпсона по дифракции электронов (см.ниже)
В 1923 г. французский физик Луи де Бройль высказал гипотезу, что корпускулярно-волновой дуализм является универсальным свойством любых материальных объектов, а не только света.
Любая микрочастица обладает помимо корпускулярных и волновыми свойствами. Это значит, что частица массой m, движущаяся со скоростью v, характеризуется не только координатами, импульсом p и энергией E, но и подобно фотону частотой υ и длиной волны λБ.
E = h υ , p = h/ λБ
Любой частице, обладающей импульсом p, соответствует длина волны де Бройля:
λБ = .
Волновые свойства макроскопических тел не наблюдаются на опыте из-за необычайно малой величины длины волны де Бройля.
Однако для электрона, движущегося в атоме со скоростью 2*106 м/с, длина волны де Бройля оказывается соизмеримой с размером атома:
λБ = ≈ 3.6*10-10м
Дифракция электронов(уч.11кл.Стр.322-323)
Гипотеза Луи де Бройля (см.выше)
Длина волны де Бройля(см.выше)
Опыт Джозефа Томпсона по дифракции электронов
Опыты Фабриканта, Бибермана и Сушкина по дифракции одиночных электронов
Наличие волновых свойств у микрочастиц означает, что можно наблюдать их интерференцию и дифракцию.
В 1927 г. волновые свойства электронов были обнаружены английским физиком Джозефом Томсоном в опытах по дифракции электронов при их прохождении сквозь золотую фольгу.
Картина дифракции электронов оказалась сходной с известной дифракционной картиной рентгеновского излучения.
Волновые свойства частиц не являются их коллективной характеристикой, а присущи каждой частице в отдельности.
В 1949 г. российские физики В.А.Фабрикант, Л.М.Биберман, Н.Г.Сушкин выполнили опыт по дифракции электронного пучка предельно малой интенсивности.
В эксперименте электроны следовали друг за другом с интервалом на четыре порядка превышающим время, за которое электрон попадает на фотопластину. Это значит, что каждый электрон дифрагировал независимо от других, подобно дифракции отдельных фотонов.
Дифракция одиночных электронов на щели оказывается абсолютно идентичной дифракции одиночных фотонов с длиной волны λ = λБ. Так же, как и для фотона, можно говорить лишь о вероятности попадания электрона в окрестности определенной точки. Дифракционная картина возникает потому, что вероятность попадания электрона в разные точки экрана не одинакова.