Në spektroskopinë fotoelektronike të ngurta analizohet energjia kinetike e elektroneve të emetuara kur trupat e ngurtë rrezatohen nga fotonet monoenergjetike me energji.Ekuacioni përkatës i ruajtjes së energjisë ka formën

ku është Epol - energji totale gjendja fillestare; E - energjia kinetike e fotoelektroneve; është energjia totale përfundimtare e sistemit pas emetimit të fotoelektroneve nga niveli. Kontributi i energjisë së kthimit mund të neglizhohet (shih problemin 8.5). Vetëm për atomet më të lehta është vlera e rëndësishme në krahasim me gjerësinë e matur të spektrit fotoelektronik. Energjia e lidhjes së një fotoelektroni përcaktohet si energjia e nevojshme për ta lëvizur atë në pafundësi me energji kinetike zero. Në matjet XPS, energjia lidhëse e një elektroni në një nivel në lidhje me një nivel lokal vakumi përcaktohet si

Zëvendësimi (9.1) në (9.2) çon në ekuacionin e efektit fotoelektrik

Energjitë lidhëse numërohen nga niveli i kushtëzuar. Në emetimin e fotove nga faza e gazit, energjitë lidhëse maten në lidhje me nivelin e vakumit. Kur studiohen trupat e ngurtë, niveli Fermi përdoret si nivel referimi.

Në rastin e një kampioni të ngurtë, spektrometri është i lidhur me të me një kontakt elektrik. Për mostrat metalike, që dalin nivelet e energjisë treguar në fig. 9.6. Meqenëse kampioni dhe spektrometri janë në ekuilibër termodinamik, potencialet e tyre elektrokimike ose nivelet e Fermit janë të barabarta. Duke kaluar nga sipërfaqja e kampionit te spektrometri, fotoelektroni "ndjen" një potencial të barabartë me diferencën midis funksionit të punës së spektrometrit Фspeck dhe funksionit të punës së kampionit. Kështu, energjia kinetike e elektroneve në sipërfaqen e mostrës

ku është energjia lidhëse në lidhje me nivelin e Fermit. Vini re se kjo shprehje nuk përfshin funksionin e punës, por funksioni i punës së spektrometrit është i përfshirë.

Në studimin e mostrave jopërçuese kërkohet kujdes i madh për shkak të mundësisë së grumbullimit të ngarkesës në kampion dhe pasigurisë së pozicionit të nivelit të Fermit brenda hendekut brez. Një zgjidhje për problemin është spërkatja e një filmi të hollë ari (ose metali tjetër)

në sipërfaqen e kampionit dhe përdorimi i njohur nivelet atomike ari për të përcaktuar shkallën e energjisë. Një mënyrë tjetër është përdorimi i veçorive shumë të dukshme strukturë elektronike, siç është skaji i brezit të valencës, i cili mund të përcaktohet nga spektri XPS.

Në vijim, simboli do të tregojë energjinë e lidhjes pavarësisht nga niveli i referencës. Në metalet dhe komponimet metalike, të tilla si silicide, niveli Fermi përdoret më së shpeshti. Në gjysmëpërçuesit dhe dielektrikët, nuk është gjetur kurrë një nivel referimi i përcaktuar mirë. Kjo pasiguri, së bashku me grumbullimin e ngarkesës në mostër, tregon se kërkohet kujdes kur merren spektrat.

13.3. Efekti fotoelektrik: Teoritë valore dhe kuantike

13.3.2. ekuacioni i Ajnshtajnit për efekt i jashtëm fotoelektrik

Në vitin 1905, A. Einstein shpjegoi efektin fotoelektrik nga pozicionet kuantike.

Skema e shfaqjes së efektit fotoelektrik të jashtëm treguar në fig. 13.4:

Oriz. 13.4

• një foton me energji E γ , duke rënë mbi një substancë, transferon një pjesë të energjisë së tij në një elektron që ndodhet afër sipërfaqes së substancës;
• energjia shpenzohet për të hequr një elektron, e barabartë me punën dalja e elektroneve nga substanca A jashtë;
• elektroni i emetuar ka një energji kinetike T e max.

Është përshkruar fenomeni i efektit fotoelektrik ekuacioni i Ajnshtajnit, e cila është një paraqitje matematikore e ligjit të ruajtjes së energjisë për efektin fotoelektrik:

E γ \u003d A jashtë + T e max,

ku E γ - energjia e fotonit; Një funksion jashtë punës; T e max - energjia kinetike maksimale e fotoelektroneve.

Energjia e fotonit E γ llogaritet me formulat:

E γ = h ν, E γ = h c λ ,

ku h është konstanta e Plankut, h = 6,626 ⋅ 10 −34 J ⋅ s; ν - frekuenca e fotonit, ν = c /λ; λ është gjatësia valore e fotonit; c është shpejtësia e dritës në vakum, c ≈ 3,0 ⋅ 10 8 m/s.

Funksioni i punës së elektroneve nga substanca A është një vlerë konstante (referencë) për këtë substancë, e pavarur nga karakteristikat e rrezatimit; përcaktohet vetëm nga lloji i substancës dhe shkalla e përpunimit / pastërtisë së sipërfaqes së saj.

Energjia kinetike maksimale e fotoelektroneve T max llogaritet me formulat:

T e max = m v max 2 2 , T e max = | e | ju s,

ku m është masa e elektroneve, m = 9,1 ⋅ 10 −31 kg; v max - shpejtësia maksimale e një fotoelektroni; |e| - moduli i ngarkesës së elektronit, |e | = 1,6 ⋅ 10 −19 C; U C - vonesa e diferencës potenciale.

Në fig. 13.5, dhe një grafik i varësisë së tensionit të vonuar nga frekuenca e specifikuar është në fig. 13.6.

Oriz. 13.5

Oriz. 13.6

Teoria kuantike shpjegon plotësisht ligjet e efektit fotoelektrik:

1) numri i fotoelektroneve të nxjerra nga sipërfaqja është proporcional me numrin e fotoneve të përthithur nga sipërfaqja, d.m.th. intensiteti i rrezatimit;

2) energjia kinetike maksimale e fotoelektroneve varet në mënyrë lineare nga frekuenca e dritës (shih Fig. 13.4):

T e max = h ν − A jashtë,

ku T e max - energji maksimale fotoelektrone; h - Konstanta e Plankut, h = 6,626 ⋅ 10 −34 J ⋅ s; Një funksion jashtë punës; ν është frekuenca e fotonit;

3) efekti fotoelektrik fillon kur energjia e një fotoni është e mjaftueshme për të tërhequr një elektron nga sipërfaqja e një substance (E γ = A jashtë); energjia minimale korrespondon me frekuencën minimale të dritës ν 0, e quajtur "kufi i kuq" i efektit fotoelektrik (shih Fig. 13.4);

4) thithja e energjisë së fotonit nga një elektron ndodh pothuajse menjëherë, gjë që shpjegon inercinë e efektit fotoelektrik.

Shembulli 7. Gjatësia valore e rënies së dritës pllakë metalike, u ul nga 500 në 420 nm. Përcaktoni funksionin e punës së një elektroni nëse dihet se energjia kinetike maksimale e fotoelektroneve është rritur me një faktor 2,50.

Zgjidhje . Kur ndryshojnë mënyrat e të mësuarit, funksioni i punës së elektroneve nga substanca nuk ndryshon:

A jashtë = konst.

Le të shkruajmë dy herë ekuacionin e Ajnshtajnit:

E γ1 = A jashtë + T e 1,

ku E γ1 - energjia e fotonit, E γ1 = hc /λ 1 ; h - Konstanta e Plankut, h = 6,63 ⋅ 10 −34 J ⋅ s; c është shpejtësia e dritës në vakum, c = 3,00 ⋅ 10 8 m/s; T e 1 - energjia kinetike maksimale e fotoelektroneve në rastin e parë;

• dritë me një gjatësi vale λ 2 -

E γ2 = A jashtë + T e 2,

ku E γ2 është energjia e fotonit, E γ2 = hc /λ 2 ; T e 2 - energjia kinetike maksimale e fotoelektroneve në rastin e dytë.

Nga ekuacioni i Ajnshtajnit, ne shprehim maksimumin energjia kinetike fotoelektrone:

• për dritën me gjatësi vale λ 1 -

T e 1 = E γ1 − A jashtë;

• dritë me një gjatësi vale λ 2 -

T e 2 = E γ2 − A jashtë.

Sipas detyrës

T e 2 \u003d 2.5 T e 1,

ose duke marrë parasysh formën e qartë të shprehjeve për T e 1 dhe T e 2:

E γ2 − A jashtë = 2,5 (E γ1 − A jashtë).

Le të shprehim nga kjo funksionin e punës së elektroneve që largohen nga substanca:

A jashtë \u003d 2,5 E γ 1 - E γ 2 1,5 \u003d 2,5 h c λ 1 - h c λ 2 1,5 \u003d h c (2,5 λ 2 - λ 1) 1,5 λ 1 λ 2.

Le të llogarisim:

A out = 6,63 ⋅ 10 − 34 ⋅ 3,00 ⋅ 10 8 (2,5 ⋅ 420 ⋅ 10 − 9 − 500 ⋅ 10 − 9)

3,47 ⋅ 10 − 19 J.

Le të përkthejmë vlerën e fituar të funksionit të punës nga joulet në elektronvolt:

A jashtë ≈ 3,47 ⋅ 10 − 19 1,6 ⋅ 10 − 19 = 2,17 eV.

Funksioni i punës së elektroneve nga sipërfaqja e kësaj substance është 2,17 eV.

Energjia kinetike maksimale e fotoelektroneve rritet në mënyrë lineare me rritjen e frekuencës së dritës dhe nuk varet nga intensiteti i dritës.

hν \u003d A jashtë + E k (maksimum)

Energjia e fotonit të rënë shpenzohet për të kapërcyer funksionin e punës së elektronit nga substanca dhe për t'i dhënë energji kinetike elektroneve

Funksioni i punës së elektroneve nga një metal është i barabartë me energjinë minimale që duhet të ketë një elektron për t'u çliruar nga sipërfaqja e një lënde.

Ekziston një efekt fotoelektrik i jashtëm dhe i brendshëm.

1. Efekti fotoelektrik është i pamundur nëse energjia e fotonit të rënë nuk është e mjaftueshme për të kapërcyer funksionin e punës, hν< А вых

2. Nëse hν min \u003d Dhe jashtë - pragu i efektit fotoelektrik.

Frekuenca dhe gjatësia e valës së kufirit të kuq të efektit fotoelektrik:

ν min \u003d A jashtë / hλ max \u003d hc / A jashtë

FIZIKA KUANTUME
Kuanta	Sipas Planck, çdo rrezatim (përfshirë dritën) përbëhet nga kuante të veçanta. Si pasojë, energjia e rrezatimit është gjithmonë e barabartë me energjinë e një numri të plotë kuantesh. Megjithatë, energjia e një kuantike individuale varet nga frekuenca.
Energjia kuantike, ose kuantike e energjisë	— Frekuenca e rrezatimit, J s — Konstanta e Plankut
Kuantet e rrezatimit, frekuencat (ose gjatësitë e valëve), të cilat korrespondojnë me zonën dritë e dukshme quhen kuante të lehta.
Marrëdhënia midis energjisë dhe masës	është masa që i përgjigjet energjisë W, m/s është shpejtësia e dritës në vakum
Foton	Kuantizimi i energjisë do të thotë që rrezatimi është një rrymë grimcash. Këto grimca quhen fotone, por ato nuk janë grimca në kuptimin e fizikës klasike.
Masa fotonike	J s është konstanta e Planck, është frekuenca e rrezatimit, është gjatësia e valës së rrezatimit, s është shpejtësia e dritës në vakum
Fotonet lëvizin gjithmonë me shpejtësinë e dritës; ata nuk ekzistojnë në qetësi, masa e tyre e pushimit është zero
momenti i fotonit
efekt fotoelektrik	Emetimi i elektroneve nga një substancë nën veprimin e rrezatimit elektromagnetik të lehtë.
Ligjet e efektit fotoelektrik
I. Në një frekuencë fikse të dritës rënëse, numri i fotoelektroneve që ikin nga katoda për njësi të kohës është proporcional me intensitetin e dritës (ligji i Stoletov).
II. Shpejtësia maksimale fillestare (energjia kinetike maksimale) e fotoelektroneve nuk varet nga intensiteti i dritës rënëse, por përcaktohet vetëm nga frekuenca e saj.
III. Për çdo substancë ekziston një kufi i kuq i efektit fotoelektrik, d.m.th. frekuenca minimale e dritës (në varësi të natyrës kimike të substancës dhe gjendjes së sipërfaqes së saj), nën të cilën efekti fotoelektrik është i pamundur.
Katër nxënës iu kërkua të vizatonin formë e përgjithshme grafiku i energjisë kinetike maksimale të elektroneve të emetuara nga pllaka si rezultat i efektit fotoelektrik, në intensitetin/dritën rënëse. Cili vizatim është i saktë?	Energjia maksimale kinetike e fotoelektroneve nuk varet nga intensiteti i dritës rënëse. Prandaj, figura 4) është ekzekutuar saktë.
Skema për studimin e efektit fotoelektrik
Karakteristikë volt-amper e efektit fotoelektrik	Varësia e fotorrymës I, i formuar nga rrjedha e elektroneve të emetuara nën ndikimin e dritës, nga voltazhi U ndërmjet elektrodave. - fotorryma e ngopjes.Përcaktohet nga kjo vlerë ju, në të cilën të gjitha elektronet e emetuara nga katoda arrijnë në anodë.
- tension mbajtës. Në , asnjë nga elektronet, edhe nëse kanë shpejtësinë maksimale kur largohen nga katoda, nuk mund të kapërcejë fushën e vonesës dhe të arrijë në anodë.
Vlera Uz nuk varet nga intensiteti i fluksit të dritës rënëse. Matjet e kujdesshme kanë treguar se potenciali bllokues rritet në mënyrë lineare me rritjen e frekuencës ν të dritës.	Varësia e potencialit bllokues Uz nga frekuenca ν e dritës rënëse
Fotocela ndriçohet me dritë me një frekuencë dhe intensitet të caktuar. Figura tregon një grafik të varësisë së fuqisë së fotorrymës në këtë fotocelë nga tensioni i aplikuar në të. Nëse frekuenca rritet pa ndryshuar intensitetin e dritës rënëse, grafiku do të ndryshojë. Cila nga figurat e mëposhtme tregon saktë ndryshimin në grafik?	Me një intensitet konstant, madhësia e fotorrymës nuk varet nga frekuenca. Kur ndryshon frekuenca, ndryshon tensioni i bllokimit. Figura 1 korrespondon me këto kushte.
Ekuacioni i Ajnshtajnit për efektin fotoelektrik	A është funksioni i punës së elektroneve.Energjia e fotonit rënës shpenzohet në energjinë e elektronit që largohet nga metali dhe në komunikimin e energjisë kinetike maksimale tek elektroni dalës.
Ky ekuacion është nxjerrë në bazë të teorisë kuantike të efektit fotoelektrik, sipas së cilës drita me frekuencë v jo vetëm që emetohet, por edhe përhapet në hapësirë ​​dhe absorbohet nga materia në pjesë të veçanta (kuanta), energjia e së cilës
Shtresa e oksidit të kalciumit rrezatohet me dritë dhe lëshon elektrone. Figura tregon një grafik të ndryshimit në energjinë maksimale kinetike të fotoelektroneve në varësi të frekuencës së dritës rënëse. Cili është funksioni i punës së fotoelektroneve nga oksidi i kalciumit?	Sipas grafikut gjejmë: Në ν = 1 10 15 Hz E k = 3 10 -19 J Nga ekuacioni i Ajnshtajnit A = hν - E k A= 6,6 10 - 34 1 10 15 - 3 10 -19 = 3,6 10 -19 J = = 3,6 10 -19 / 1,6 10 -19 = 2,25 eV
Grafiku tregon varësinë e fotorrymës nga tensioni i kundërt i aplikuar kur një pllakë metalike (fotokatodë) ndriçohet me rrezatim me energji 4 eV. Cili është funksioni i punës për këtë metal?	Fotorryma ndalon kur U h = 1,5 V. Prandaj, energjia kinetike maksimale e një fotoelektroni është E k = 1,6·10 -19 C·1,5 V/1,6·10 -19 J = = 1,5 eV. Funksioni i punës së një elektroni nga sipërfaqja e pllakës A= hν - E k = 4 - 1,5 = 2,5 eV
efekt fotografik i kufirit të kuq
është gjatësia maksimale e valës së dritës rënëse (përkatësisht, frekuenca minimale) në të cilën efekti fotoelektrik është ende i mundur.
Funksioni i punës shprehet në elektronvolt	1 eV = 1,6 10 -19 J
Cili grafik i përgjigjet varësisë së energjisë kinetike maksimale të fotoelektroneve E mbi frekuencën e fotoneve që bien në materie gjatë efektit fotoelektrik (shih figurën)?	Fotoelektronet fitojnë energji maksimale kinetike kur frekuenca e fotoneve të incidentit tejkalon kufirin e kuq të efektit fotoelektrik. Në grafik, kufiri i kuq korrespondon me pikën POR. Prandaj, orari 3 korrespondon me kushtet e problemit.
Presioni i prodhuar nga drita kur normalisht bie në një sipërfaqe	- koeficienti i reflektimit; është energjia e të gjithë fotoneve që bien në një njësi sipërfaqe për njësi të kohës.
Shpjegimi i presionit të lehtë
bazuar në teorinë kuantike	Presioni i dritës në sipërfaqe është për faktin se çdo foton, kur përplaset me sipërfaqen, transferon momentin e tij në të.
bazuar në teorinë e valëve	Presioni i dritës në sipërfaqe është për shkak të veprimit të forcës së Lorencit në elektronet e substancës, të cilat lëkunden nën veprim. fushe elektrike valë elektromagnetike.

Efekti fotoelektrik i kufirit të kuq për kaliumin λ 0 = 0,62 μm. Sa është gjatësia e valës së dritës që bie në një fotokatodë kaliumi nëse shpejtësia maksimale e fotoelektroneve v= 580 km/s? Jepni përgjigjen tuaj në mikron.

Zgjidhje.

Energjia e fotonit të rënë shpenzohet për tejkalimin e funksionit të punës dhe rritjen e energjisë kinetike të fotoelektronit ku është frekuenca që i përgjigjet kufirit të kuq të efektit fotoelektrik. Atëherë gjatësia e valës së dritës rënëse është

Përgjigje: 0,42 mikron.

Përgjigje: 0.42

Burimi: Provimi i Unifikuar i Shtetit në Fizikë 05/05/2014. Valë e hershme. Opsioni 3.

Një pllakë metalike është e rrezatuar dritë monokromatike, gjatësia valore e së cilës është 2/3 e gjatësisë valore që i përgjigjet kufirit të kuq të efektit fotoelektrik për këtë metal. Funksioni i punës së elektroneve për metalin në studim është 4 eV. Përcaktoni energjinë kinetike maksimale të fotoelektroneve të emetuara nga një pllakë metalike nën veprimin e kësaj drite. Jepni përgjigjen tuaj në elektronvolt.

Zgjidhje.

Përgjigje: 2.

Përgjigje: 2

Burimi: StatGrad: Puna diagnostike në fizikë 03/12/2015 Varianti PHI10901.

Sa është gjatësia e valës së dritës që nxjerr fotoelektronet nga një pllakë metalike, energjia kinetike maksimale e së cilës është 25% e funksionit të punës së elektroneve nga ky metal? Kufiri i kuq i efektit fotoelektrik për këtë metal korrespondon me një gjatësi vale prej 500 nm. Jepni përgjigjen tuaj në nm, të rrumbullakosura në numrin e plotë më të afërt.

Zgjidhje.

Në një gjatësi vale të barabartë me kufirin e kuq të efektit fotoelektrik, energjia e valës është e barabartë me punën e bërë nga metali. Prandaj, ku

Përgjigje: 400.

Përgjigje: 400

Burimi: StatGrad: Puna diagnostike në fizikë 03/12/2015 Varianti PHI10902.

Bie mbi një pllakë fikse nikeli rrezatimi elektromagnetik, energjia e fotonit të të cilit është 8 eV. Në këtë rast, si rezultat i efektit fotoelektrik, elektronet me një energji kinetike maksimale prej 3 eV fluturojnë nga pllaka. Cili është funksioni i punës së elektroneve në nikel? (Jepni përgjigjen tuaj në elektronvolt.)

Zgjidhje.

Ekuacioni i efektit fotoelektrik: ku është energjia e fotonit.

Ne shprehemi nga formula

Përgjigje: 5.

Përgjigje: 5

Burimi: StatGrad: Puna tematike diagnostike në fizikë 17.04.2015 Varianti PHI10704

Një foton me një gjatësi vale që korrespondon me kufirin e kuq të efektit fotoelektrik rrëzon një elektron nga një pllakë metalike (katodë) e një ene nga e cila pompohet ajri. Një elektron përshpejtohet nga një fushë elektrike uniforme me forcë.Me çfarë shpejtësie do të përshpejtohet një elektron në këtë fushë, pasi ka kaluar një shteg? Efektet relativiste injorohen.

Zgjidhje.

Në përputhje me ekuacionin e Ajnshtajnit për efektin fotoelektrik, shpejtësia fillestare e elektronit të emetuar v 0 = 0.

Formula që lidh ndryshimin e energjisë kinetike të një grimce me punën e forcës nga fusha elektrike:

Puna e forcës lidhet me forcën e fushës dhe rrugën e përshkuar:

Përgjigje:

Burimi: StatGrad: Puna prova në fizikë 17.05.2015 Varianti PHI10801

Novelë 19.06.2016 16:53

Përshëndetje.

Më duket se ka një gabim në shkallë (në përgjigje). Nëse nuk është e drejtë, atëherë më fal.

Këtu është një llogaritje numerike që tregon një rezultat që është afërsisht i barabartë me 3*10^5

http://imageshack.com/a/img922/2749/hfsxdi.jpg

Anton

Ka një gabim shtypi në këtë formulë: duhet të jetë në vend të 104.

Një rreze drite nga një lazer u drejtua në një pllakë metalike, duke shkaktuar një efekt fotoelektrik. Intensiteti rrezatimi lazer rritet gradualisht pa ndryshuar frekuencën e tij. Si ndryshon numri i fotoelektroneve të emetuara për njësi të kohës dhe energjia maksimale e tyre kinetike si rezultat i kësaj?

1) rritje

2) ulje

3) nuk do të ndryshojë

Shkruani numrat e zgjedhur për secilin sasi fizike. Numrat në përgjigje mund të përsëriten.

Zgjidhje.

Intensiteti i rrezatimit lazer është numri i fotoneve që kanë kaluar nëpër njësi sipërfaqe për njësi të kohës. Kjo do të thotë se me rritjen e intensitetit, numri i fotoneve do të rritet dhe numri i fotoelektroneve do të rritet. Sipas ligjit të dytë të efektit fotoelektrik, energjia kinetike e fotoelektroneve varet nga funksioni i punës së materialit dhe nga energjia e fotonit. Me rritjen e intensitetit, energjia e fotonit nuk ndryshon, që do të thotë se energjia maksimale kinetike e fotoelektroneve mbetet e pandryshuar.

Përgjigje: 13.

Përgjigje: 13

Ka dy elektroda kalciumi në vakum, në të cilat është lidhur një kondensator 4000 pF. Kur katoda ndriçohet me dritë për një kohë të gjatë, fotorryma midis elektrodave, e cila u shfaq në fillim, ndalet dhe një ngarkesë prej 5.5 × 10-9 C shfaqet në kondensator. "Kufiri i kuq" i efektit fotoelektrik për kalcium λ 0 = 450 nm. Përcaktoni frekuencën e valës së dritës që ndriçon katodën. Injoroni kapacitetin e sistemit të elektrodës.

Zgjidhje.

Ekuacioni i Ajnshtajnit për efektin fotoelektrik: hν = A jashtë + E për ku E k - energjia kinetike maksimale e fotoelektroneve,

Fotorryma ndalon kur E k = BE, ku U- Tensioni ndërmjet elektrodave, ose tensioni në të gjithë kondensatorin.

Ngarkesa e kondensatorit q = CU.

Si rezultat, marrim:

Përgjigje:

Burimi: Versioni demonstrues i USE-2016 në fizikë.

λ λ 2 λ 1 . Si ndryshon energjia kinetike maksimale e elektroneve të emetuara nga fotokatoda dhe funksioni i punës së materialit fotokatodë në eksperimentin e dytë në krahasim me të parin?

Për secilën vlerë, përcaktoni natyrën e duhur të ndryshimit:

1) rritet;

2) zvogëlohet;

3) nuk ndryshon.

Shkruani në tabelë numrat e zgjedhur për çdo sasi fizike. Numrat në përgjigje mund të përsëriten.

Zgjidhje.

Sipas ekuacionit të efektit fotoelektrik, energjia e fotonit të zhytur shkon në funksionin e punës dhe për t'i dhënë energji kinetike elektronit:

Një rënie në gjatësinë e valës do të çojë në një rritje të energjisë së rrezatimit rënës, që do të thotë se energjia maksimale kinetike e fotoelektroneve do të rritet.

Funksioni i punës është një karakteristikë vetëm e materialit fotokatodë dhe nuk varet nga gjatësia e valës së fotoneve të rënë.

Përgjigje: 13.

Përgjigje: 13

Burimi: Puna stërvitore në fizikë 16.02.2017, varianti PHI10303

Në eksperimentin e parë, fotokatoda ndriçohet me dritë me një gjatësi vale λ 1, dhe vërehet efekti fotoelektrik. Në eksperimentin e dytë, fotokatoda ndriçohet me dritë me gjatësi vale λ 2 > λ një. Si ndryshon energjia kinetike maksimale e elektroneve të emetuara nga fotokatoda dhe funksioni i punës së materialit fotokatodë në eksperimentin e dytë në krahasim me të parin?

Efekti fotoelektrik është fenomeni i tërheqjes së elektroneve nën veprimin e dritës nga substanca të lëngëta dhe të ngurta.

2. Përshkruani konceptin e eksperimentit të Stoletovit. Çfarë është fotorryma dhe fotoelektronet?

Dy elektroda, një katodë dhe një anodë, u vendosën në një tub vakum dhe u lidhën me një burim tensioni. Nuk kishte rrymë në qark pa ndriçim katodë. Kur ndriçohen, elektronet e nxjerra nga katoda tërhiqen nga anoda.

Fotorryma është rryma që lind në qark nën veprimin e dritës, dhe fotoelektronet janë elektronet e nxjerra.

3. Formuloni tre ligje të efektit fotoelektrik dhe shpjegoni karakteristikën e rrymës-tensionit të efektit fotoelektrik. Si do të duket me më shumë intensitet drite?

Ligjet e efektit fotoelektrik:

1) fotorryma e ngopjes është proporcionale me intensitetin e dritës që bie në katodë.

2) energjia kinetike maksimale e fotoelektroneve nuk varet nga intensiteti i dritës dhe është drejtpërdrejt proporcionale me frekuencën e saj.

3) ekziston një frekuencë minimale e dritës për secilën substancë, nën të cilën efekti fotoelektrik nuk është i mundur. Quhet kufiri i kuq i efektit fotoelektrik.

Në tensione të ulëta, vetëm një pjesë e fotoelektroneve arrin në anodë. Sa më i madh të jetë diferenca potenciale, aq më e madhe është fotorryma. Në një vlerë të caktuar të tensionit, ai bëhet maksimal, quhet fotorrymë e tensionit. Me një intensitet më të lartë të dritës, fotorryma e ngopjes do të jetë më e lartë dhe grafiku do të shkojë më lart.

4. Shkruani dhe shpjegoni ekuacionin e Ajnshtajnit për efektin fotoelektrik. Cila është vlera e funksionit të punës?

Energjia e fotonit përdoret për të komunikuar energjinë kinetike me fotoelektronin e emetuar dhe për të kryer funksionin e punës. Funksioni i punës është puna minimale që duhet bërë për të hequr një elektron nga një metal. Efekti i fotografisë së kufirit të kuq:

5. Shpjegoni grafikun e vartësisë së energjisë kinetike të fotoelektroneve nga frekuenca e dritës. Si llogaritet kufiri i kuq i efektit fotoelektrik?

Energjia kinetike e një fotoelektroni varet në mënyrë lineare nga frekuenca e dritës:

Është gjithmonë më i madh se zero, dhe efekti fotoelektrik nuk ndodh nën kufirin e kuq.