Квантовая физика страницы / Квантовая физика 9 vkclub152685050

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Лабораторная работа № 2

Внешний фотоэффект

Цель работы: определение спектральной чувствительности фотокатода, красной границы фотоэффекта и работы выхода электронов из фотокатода.

Методические указания

Внешним фотоэффектом (или фотоэлектронной эмиссией) называют явление испускания электронов под действием падающего излучения. Эмиссия электронов под действием излучения наблюдается во всех агрегатных состояниях вещества. Наибольший практический интерес представляет фотоэлектронная эмиссия твердых тел: металлов, полупроводников и диэлектриков. Основные законы внешнего фотоэффекта были установлены русским физиком А. Г. Столетовым на основании экспериментального исследования этого явления. Число фотоэлектронов, вырываемых с поверхности вещества в единицу времени, пропорционально падающему световому потоку (1-й закон). Максимальная начальная скорость фотоэлектронов, испущенных под действием электромагнитного излучения, зависит только от частоты падающего излучения и не зависит от его интенсивности (2-й закон). Для каждого вещества существует такая граничная частота ν0, что электромагнитное излучение с меньшими частотами не вызывает фотоэффекта. Эту частоту называют красной границей фотоэффекта.

Основное уравнение для внешнего фотоэффекта было написано Эйнштейном (1905 год) на основе квантовых представлений

где h – постоянная Планка: ν – частота падающего света; Aвых – работа выхода электрона из вещества; ve – скорость фотоэлектрона; mе – масса электрона. При ν = ν0 уравнение (1) имеет вид

Явление внешнего фотоэффекта лежит в основе действия фотоэлектрических приемников (ФП) света, таких как: фотоэлемент – ФЭ, фотоэлектронный умножитель – ФЭУ, электронно-оптический преобразователь – ЭОП и других устройств.

13