fotoelektron spektroskopisinde katılar katılar monoenerjetik fotonlar tarafından enerji ile ışınlandığında yayılan elektronların kinetik enerjisi analiz edilir.Karşılık gelen enerji korunumu denklemi şu şekildedir:

Epol nerede - toplam enerji başlangıç ​​hali; E - fotoelektronların kinetik enerjisi; seviyeden fotoelektronların emisyonundan sonra sistemin toplam nihai enerjisidir. Geri tepme enerjisinin katkısı ihmal edilebilir (bkz. Problem 8.5). Yalnızca en hafif atomlar için fotoelektron spektrumlarının ölçülen genişlikleri ile karşılaştırıldığında değer önemlidir. Bir fotoelektronun bağlanma enerjisi, onu sıfır kinetik enerjide sonsuza taşımak için gereken enerji olarak tanımlanır. XPS ölçümlerinde, bir elektronun yerel vakum seviyesine göre bir seviyedeki bağlanma enerjisi şu şekilde tanımlanır:

(9.1)'in (9.2)'ye ikame edilmesi, fotoelektrik etki denklemine yol açar

Bağlanma enerjileri koşullu seviyeden sayılır. Gaz fazından fotoemisyonda, bağlanma enerjileri vakum seviyesine göre ölçülür. Katıları incelerken, Fermi seviyesi referans seviyesi olarak kullanılır.

Katı bir numune olması durumunda, spektrometre ona bir elektrik kontağı ile bağlanır. Metal numuneler için, ortaya çıkan enerji seviyeleriŞek. 9.6. Numune ve spektrometre termodinamik dengede olduğundan, elektrokimyasal potansiyelleri veya Fermi seviyeleri eşittir. Numunenin yüzeyinden spektrometreye geçerken, fotoelektron, spektrometrenin (benek) iş fonksiyonu ile numunenin iş fonksiyonu arasındaki farka eşit bir potansiyel "hissediyor". Böylece numune yüzeyindeki elektronların kinetik enerjisi

Fermi seviyesine göre bağlanma enerjisi nerede. Bu ifadenin iş fonksiyonunu içermediğine, ancak spektrometrenin iş fonksiyonunun dahil edildiğine dikkat edin.

İletken olmayan numuneleri incelerken, numune üzerinde yük birikmesi olasılığı ve Fermi seviyesinin bant aralığı içindeki konumunun belirsizliği nedeniyle büyük özen gösterilmesi gerekir. Soruna bir çözüm, ince bir altın filmi (veya başka bir metal) püskürtmektir.

numunenin yüzeyinde ve bilinen kullanımı atomik seviyeler enerji ölçeğini belirlemek için altın. Başka bir yol, yüksek oranda görünür özellikler kullanmaktır elektronik yapı XPS spektrumlarından belirlenebilen değerlik bandının kenarı gibi.

Bundan sonra, sembol, referans seviyesinden bağımsız olarak bağlanma enerjisini gösterecektir. Silisitler gibi metallerde ve metal bileşiklerde, Fermi seviyesi en yaygın olarak kullanılır. Yarı iletkenlerde ve dielektriklerde iyi tanımlanmış bir referans seviyesi hiçbir zaman bulunamamıştır. Bu belirsizlik, numune üzerinde yük birikmesiyle birlikte, spektrum alınırken dikkatli olunması gerektiğini gösterir.

13.3. Fotoelektrik Etki: Dalga ve Kuantum Teorileri

13.3.2. Einstein'ın denklemi için harici fotoelektrik etki

1905'te A. Einstein fotoelektrik etkiyi kuantum konumlarından açıkladı.

Harici fotoelektrik etkinin görünümünün şemasıŞek. 13.4:

Pirinç. 13.4

• bir maddenin üzerine düşen enerji E γ olan bir foton, enerjisinin bir kısmını maddenin yüzeyinin yakınında bulunan bir elektrona aktarır;
• bir elektronu koparmak için enerji harcanır, çalışmaya eşit A maddesinden elektron çıkışı;
• yayılan elektronun kinetik enerjisi vardır T e max .

Fotoelektrik etki olgusu açıklanmıştır Einstein'ın denklemi fotoelektrik etki için enerjinin korunumu yasasının matematiksel bir temsilidir:

E γ \u003d A çıkışı + T e maks,

nerede E γ - foton enerjisi; Bir çıkış - çalışma işlevi; T e max - fotoelektronların maksimum kinetik enerjisi.

Foton enerjisi E γ aşağıdaki formüllerle hesaplanır:

E γ = h ν, E γ = h c λ ,

h, Planck sabitidir, h = 6.626 ⋅ 10 −34 J ⋅ s; ν - foton frekansı, ν = c /λ; λ fotonun dalga boyudur; c ışığın boşluktaki hızıdır, c ≈ 3.0 ⋅ 10 8 m/s.

Elektronların çalışma fonksiyonu A maddesinden çıkış, radyasyonun özelliklerinden bağımsız olarak bu madde için sabit (referans) bir değerdir; sadece maddenin türü ve yüzeyinin işlenme / temizlik derecesi ile belirlenir.

Fotoelektronların maksimum kinetik enerjisi T e max şu formüllerle hesaplanır:

T e maks = m v maks 2 2 , T e maks = | e | Biz,

burada m elektron kütlesidir, m = 9,1 ⋅ 10 −31 kg; v max - bir fotoelektronun maksimum hızı; |e| - elektron yük modülü, |e | = 1,6 ⋅ 10 −19 C; U C - geciktirici potansiyel farkı.

Fotoelektronların maksimum kinetik enerjisinin, yüzeydeki radyasyon olayının frekansına bağımlılığının grafiği, Şek. 13.5 ve geciktirme voltajının belirtilen frekansa bağımlılığının bir grafiği, Şek. 13.6.

Pirinç. 13,5

Pirinç. 13.6

Kuantum teorisi fotoelektrik etkinin yasalarını tam olarak açıklar:

1) Yüzeyden fırlatılan foto elektronların sayısı, yüzey tarafından emilen fotonların sayısı ile orantılıdır, yani. radyasyon yoğunluğu;

2) fotoelektronların maksimum kinetik enerjisi lineer olarak ışığın frekansına bağlıdır (bkz. Şekil 13.4):

T e max = h ν − A çıkışı,

nerede T e maks - maksimum enerji fotoelektronlar; h - Planck sabiti, h = 6.626 ⋅ 10 −34 J ⋅ s; Bir çıkış - çalışma işlevi; ν foton frekansıdır;

3) fotoelektrik etki, bir fotonun enerjisi, bir maddenin yüzeyinden bir elektronu çekmek için yeterli olduğunda başlar (E γ = A dışarı); minimum enerji, fotoelektrik etkinin "kırmızı sınırı" olarak adlandırılan minimum ışık frekansı ν 0'a karşılık gelir (bkz. Şekil 13.4);

4) foton enerjisinin bir elektron tarafından emilmesi neredeyse anında gerçekleşir, bu da fotoelektrik etkinin ataletini açıklar.

Örnek 7. Üzerine gelen ışığın dalga boyu metal tabak, 500 nm'den 420 nm'ye düşürüldü. Fotoelektronların maksimum kinetik enerjisinin 2,50 kat arttığı biliniyorsa, bir elektronun iş fonksiyonunu belirleyin.

Çözüm . Öğrenme modları değiştiğinde, maddeden elektronların iş fonksiyonu değişmez:

Bir çıkış = sabit.

Einstein denklemini iki kez yazalım:

E γ1 = A çıkış + T e 1 ,

burada E γ1 - foton enerjisi, E y1 = hc /λ1; h - Planck sabiti, h = 6.63 ⋅ 10 −34 J ⋅ s; c ışığın boşluktaki hızıdır, c = 3.00 ⋅ 10 8 m/s; T e 1 - ilk durumda fotoelektronların maksimum kinetik enerjisi;

• dalga boyu λ 2 olan ışık -

E γ2 = A çıkış + T e 2 ,

burada E γ2 foton enerjisidir, E γ2 = hc /λ2; T e 2 - ikinci durumda fotoelektronların maksimum kinetik enerjisi.

Einstein denkleminden, maksimumu ifade ediyoruz kinetik enerji fotoelektronlar:

• dalga boyu λ 1 olan ışık için -

Te 1 = E γ1 − A çıkışı;

• dalga boyu λ 2 olan ışık -

T e 2 = E γ2 − A çıkışı.

Göreve göre

T e 2 \u003d 2.5 T e 1,

veya T e 1 ve T e 2 için açık ifade biçimini dikkate alarak:

E γ2 − A çıkış = 2.5(E γ1 − A çıkış).

Bundan maddeyi terk eden elektronların iş fonksiyonunu ifade edelim:

A dışarı \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.

Hesaplayalım:

A çıkış = 6.63 ⋅ 10 − 34 ⋅ 3.00 ⋅ 10 8 (2.5 ⋅ 420 ⋅ 10 − 9 − 500 ⋅ 10 − 9)

3.47 ⋅ 10 − 19 J.

İş fonksiyonunun elde edilen değerini joule'den elektronvolta çevirelim:

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

Bu maddenin yüzeyinden elektronların iş fonksiyonu 2.17 eV'dir.

Fotoelektronların maksimum kinetik enerjisi, artan ışık frekansı ile doğrusal olarak artar ve ışık yoğunluğuna bağlı değildir.

hν \u003d A çıkış + E k (maks)

Gelen fotonun enerjisi, maddeden elektronun iş fonksiyonunun üstesinden gelmek ve elektronlara kinetik enerji vermek için harcanır.

Bir metalden elektronların iş fonksiyonu, bir elektronun bir maddenin yüzeyinden salınması için sahip olması gereken minimum enerjiye eşittir.

Harici ve dahili bir fotoelektrik etki var.

1. Gelen fotonun enerjisi iş fonksiyonunun üstesinden gelmek için yeterli değilse, fotoelektrik etki imkansızdır, hν< А вых

2. hν min \u003d And out ise - fotoelektrik etkinin eşiği.

Fotoelektrik etkinin kırmızı sınırının frekansı ve dalga boyu:

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

KUANTUM FİZİK
kuantum	Planck'a göre, herhangi bir radyasyon (ışık dahil) ayrı kuantalardan oluşur. Sonuç olarak, radyasyon enerjisi her zaman tamsayılı bir kuantumun enerjisine eşittir. Bununla birlikte, bireysel bir kuantumun enerjisi frekansa bağlıdır.
Kuantum enerjisi veya enerji kuantumu	— radyasyon frekansı, J s — Planck sabiti
Alana karşılık gelen radyasyon kuantumları, frekanslar (veya dalga boyları) görülebilir ışıkışık kuantumu denir.
Enerji ve kütle arasındaki ilişki	enerjiye karşılık gelen kütledir W, m/s ışığın boşluktaki hızıdır
Foton	Enerji kuantizasyonu, radyasyonun bir parçacık akışı olduğu anlamına gelir. Bu parçacıklara foton denir, ancak klasik fizik anlamında parçacık değildirler.
foton kütlesi	J s Planck sabitidir, radyasyonun frekansıdır, radyasyonun dalga boyudur, s vakumdaki ışığın hızıdır
Fotonlar her zaman ışık hızında hareket ederler; durgun halde bulunmazlar, dinlenme kütleleri sıfırdır.
foton momentumu
fotoelektrik etki	Hafif elektromanyetik radyasyon etkisi altındaki bir madde tarafından elektronların emisyonu.
Fotoelektrik etki yasaları
I. Gelen ışığın sabit bir frekansında, birim zamanda katottan kaçan fotoelektronların sayısı ışık yoğunluğu ile orantılıdır (Stoletov yasası).
II. Fotoelektronların maksimum başlangıç ​​hızı (maksimum kinetik enerji), gelen ışığın yoğunluğuna bağlı değildir, sadece frekansı ile belirlenir.
III. Her madde için fotoelektrik etkinin kırmızı bir sınırı vardır, yani. altında fotoelektrik etkinin imkansız olduğu minimum ışık frekansı (maddenin kimyasal yapısına ve yüzeyinin durumuna bağlı olarak).
Dört öğrenciden çizim yapmaları istendi. Genel form Fotoelektrik etkinin bir sonucu olarak plakadan yayılan elektronların maksimum kinetik enerjisinin yoğunluk / gelen ışık üzerindeki grafiği. Hangi çizim doğru?	Fotoelektronların maksimum kinetik enerjisi, gelen ışığın yoğunluğuna bağlı değildir. Bu nedenle, şekil 4) doğru şekilde yürütülür.
Fotoelektrik etkiyi incelemek için şema
Fotoelektrik etkinin volt-amper karakteristiği	fotoakım bağımlılığı ben voltajdan ışığın etkisi altında yayılan elektronların akışıyla oluşur sen elektrotlar arasında. - doygunluk fotoakımı Bu değer ile belirlenir sen, katot tarafından yayılan tüm elektronların anoda ulaştığı yer.
- tutma gerilimi. 'de elektronların hiçbiri katottan ayrılırken maksimum hıza sahip olsalar bile geciktirme alanını yenerek anoda ulaşamazlar.
Uz değeri, gelen ışık akısının yoğunluğuna bağlı değildir. Dikkatli ölçümler, ışığın artan frekansı ν ile blokaj potansiyelinin doğrusal olarak arttığını göstermiştir.	Engelleme potansiyeli Uz'nin gelen ışığın frekansına ν bağımlılığı
Fotosel, belirli bir frekans ve yoğunlukta ışıkla aydınlatılır. Şekil, bu fotoseldeki foto akımın gücünün kendisine uygulanan gerilime bağımlılığının bir grafiğini göstermektedir. Gelen ışığın yoğunluğu değiştirilmeden frekans arttırılırsa, grafik değişecektir. Aşağıdaki şekillerden hangisi grafikteki değişimi doğru olarak göstermektedir?	Sabit bir yoğunlukta, foto akımın büyüklüğü frekansa bağlı değildir. Frekans değiştiğinde, engelleme voltajı değişir. Şekil 1 bu koşullara karşılık gelmektedir.
Einstein'ın fotoelektrik etki denklemi	A elektron iş fonksiyonudur Gelen fotonun enerjisi metali terk eden elektronun enerjisine ve giden elektrona maksimum kinetik enerjiyi iletmeye harcanır.
Bu denklem, bir frekansa sahip ışığın hangi fotoelektrik etkinin kuantum teorisi temelinde türetilmiştir. v sadece yayılmakla kalmaz, aynı zamanda uzayda yayılır ve madde tarafından enerjisi ayrı kısımlarda (kuanta) emilir.
Kalsiyum oksit tabakası ışıkla ışınlanır ve elektron yayar. Şekil, gelen ışığın frekansına bağlı olarak fotoelektronların maksimum kinetik enerjisindeki değişimin bir grafiğini göstermektedir. Kalsiyum oksitten fotoelektronların çalışma işlevi nedir?	Grafiğe göre bulduğumuz: ν = 1 10 15 Hz'de E k = 3 10 -19 J Einstein denkleminden 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
Grafik, bir metal plaka (fotokatot) 4 eV enerjili radyasyonla aydınlatıldığında foto akımın uygulanan ters voltaja bağımlılığını göstermektedir. Bu metalin iş fonksiyonu nedir?	Fotoakım durduğunda sen h = 1.5 V. Bu nedenle, bir fotoelektronun maksimum kinetik enerjisi E k = 1.6·10 -19 C·1.5 V/1.6·10 -19 J = = 1.5 eV'dir. Plaka yüzeyinden bir elektronun iş fonksiyonu A= hν - E k = 4 - 1.5 = 2.5 eV
kırmızı kenarlık fotoğraf efekti
fotoelektrik etkinin hala mümkün olduğu gelen ışığın maksimum dalga boyu (sırasıyla minimum frekans).
İş fonksiyonu elektronvolt olarak ifade edilir.	1 eV = 1,6 10 -19 J
Hangi grafik fotoelektronların maksimum kinetik enerjisinin bağımlılığına karşılık gelir? E fotoelektrik etki sırasında maddeye gelen fotonların frekansı hakkında (şekle bakınız)?	Fotoelektronlar, gelen fotonların frekansı fotoelektrik etkinin kırmızı sınırını aştığında maksimum kinetik enerji elde eder. Grafikte kırmızı kenarlık şu noktaya karşılık gelir: ANCAK. Bu nedenle, program 3, sorunun koşullarına karşılık gelir.
Normalde bir yüzeye çarptığında ışığın ürettiği basınç	- Yansıma katsayısı; birim zamanda birim yüzeye gelen tüm fotonların enerjisidir.
Hafif basınç açıklaması
kuantum teorisine dayalı	Işığın yüzey üzerindeki basıncı, her fotonun yüzeye çarptığında momentumunu ona aktarması gerçeğinden kaynaklanmaktadır.
dalga teorisine dayalı	Yüzeydeki ışığın basıncı, etki altında salınan maddenin elektronları üzerindeki Lorentz kuvvetinin etkisinden kaynaklanır. Elektrik alanı elektromanyetik dalga.

Potasyum için kırmızı sınır fotoelektrik etkisi λ 0 = 0,62 µm. Fotoelektronların maksimum hızı varsa, potasyum fotokatod üzerine gelen ışığın dalga boyu nedir? v= 580 km/sn? Cevabınızı mikron cinsinden verin.

Çözüm.

Gelen fotonun enerjisi, iş fonksiyonunun üstesinden gelmek ve fotoelektrik etkinin kırmızı sınırına karşılık gelen frekansın olduğu fotoelektronun kinetik enerjisini arttırmak için harcanır. Daha sonra gelen ışığın dalga boyu

Cevap: 0.42 mikron.

Cevap: 0.42

Kaynak: Fizikte Birleşik Devlet Sınavı 05/05/2014. Erken dalga. Seçenek 3.

Bir metal plaka ışınlanır tek renkli ışık dalga boyu, bu metal için fotoelektrik etkinin kırmızı sınırına karşılık gelen dalga boyunun 2/3'ü kadardır. Elektronların incelenen metal için iş fonksiyonu 4 eV'dir. Bu ışığın etkisi altında metal bir plakadan yayılan fotoelektronların maksimum kinetik enerjisini belirleyin. Cevabınızı elektronvolt cinsinden verin.

Çözüm.

Cevap: 2.

Cevap: 2

Kaynak: StatGrad: Fizikte teşhis çalışması 03/12/2015 Varyant PHI10901.

Maksimum kinetik enerjisi bu metalden elektronların iş fonksiyonunun %25'i olan bir metal plakadan fotoelektronları vuran ışığın dalga boyu nedir? Bu metal için fotoelektrik etkinin kırmızı sınırı, 500 nm'lik bir dalga boyuna karşılık gelir. Cevabınızı en yakın tam sayıya yuvarlanmış olarak nm cinsinden verin.

Çözüm.

Fotoelektrik etkinin kırmızı sınırına eşit bir dalga boyunda, dalganın enerjisi metalden yapılan işe eşittir. Bu nedenle, nerede

Cevap: 400.

Cevap: 400

Kaynak: StatGrad: Fizikte teşhis çalışması 03/12/2015 Varyant PHI10902.

Sabit bir nikel plaka üzerine düşer Elektromanyetik radyasyon foton enerjisi 8 eV olan. Bu durumda, fotoelektrik etkinin bir sonucu olarak, maksimum kinetik enerjisi 3 eV olan elektronlar plakadan uçar. Nikeldeki elektronların iş işlevi nedir? (Cevabınızı elektronvolt cinsinden veriniz.)

Çözüm.

Fotoelektrik etki denklemi: foton enerjisi nerede.

Formülden ifade ediyoruz

Cevap: 5.

Cevap: 5

Kaynak: StatGrad: Fizikte tematik teşhis çalışması 04/17/2015 Varyant PHI10704

Fotoelektrik etkinin kırmızı sınırına karşılık gelen dalga boyuna sahip bir foton, içinden havanın pompalandığı bir kabın metal plakasından (katot) bir elektronu vurur. Bir elektron, düzgün bir elektrik kuvvet alanı tarafından hızlandırılır.Bir elektron bir yol boyunca uçtuktan sonra bu alanda hangi hıza kadar hızlanır? Göreceli etkiler göz ardı edilir.

Çözüm.

Fotoelektrik etki için Einstein denklemine göre, yayılan elektronun başlangıç ​​hızı v 0 = 0.

Bir parçacığın kinetik enerjisindeki değişimi elektrik alanından gelen kuvvetin işi ile ilişkilendiren formül:

Kuvvetin işi alan kuvveti ve kat edilen yol ile ilgilidir:

Cevap:

Kaynak: StatGrad: Fizikte prova çalışması 17/05/2015 Varyant PHI10801

Roman 19.06.2016 16:53

Merhaba.

Bana öyle geliyor ki derecelerde bir hata var (cevapta). Doğru değilse, üzgünüm.

İşte yaklaşık olarak 3*10^5'e eşit bir sonucu gösteren sayısal bir hesaplama

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

Anton

Bu formülde bir yazım hatası var: 104 yerine olmalıdır.

Bir lazerden gelen bir ışık demeti, bir fotoelektrik etkiye neden olan metal bir plakaya yönlendirildi. yoğunluk Lazer radyasyonu frekansını değiştirmeden kademeli olarak artırın. Bunun sonucunda birim zamanda yayılan fotoelektron sayısı ve maksimum kinetik enerjileri nasıl değişir?

1) artış

2) azaltmak

3) değişmeyecek

Her biri için seçilen sayıları yazın fiziksel miktar. Cevaptaki sayılar tekrarlanabilir.

Çözüm.

Lazer radyasyonunun yoğunluğu, birim zamanda birim alandan geçen fotonların sayısıdır. Bu, artan yoğunlukla foton sayısının artacağı ve fotoelektron sayısının artacağı anlamına gelir. Fotoelektrik etkinin ikinci yasasına göre, fotoelektronların kinetik enerjisi, malzemenin iş fonksiyonuna ve foton enerjisine bağlıdır. Yoğunluk arttıkça foton enerjisi değişmez, bu da fotoelektronların maksimum kinetik enerjisinin değişmediği anlamına gelir.

Cevap: 13.

Cevap: 13

Vakumda 4000 pF'lik bir kondansatörün bağlı olduğu iki kalsiyum elektrotu vardır. Katot uzun süre ışıkla aydınlatıldığında, başlangıçta ortaya çıkan elektrotlar arasındaki fotoakım durur ve kapasitörde 5,5 × 10–9 C'lik bir yük belirir. Kalsiyum için fotoelektrik etkinin "kırmızı sınırı" λ 0 = 450 nm. Katodu aydınlatan ışık dalgasının frekansını belirleyin. Elektrot sisteminin kapasitansını göz ardı edin.

Çözüm.

Einstein'ın fotoelektrik etki denklemi: hν = A dışarı + E nereye E k - fotoelektronların maksimum kinetik enerjisi,

Fotoakım durduğunda E k = AB, nerede sen- elektrotlar arasındaki voltaj veya kapasitör üzerindeki voltaj.

Kapasitör şarjı q = KÜ.

Sonuç olarak şunları elde ederiz:

Cevap:

Kaynak: Fizikte USE-2016'nın demo versiyonu.

λ λ 2 λ 1 . Fotokatottan yayılan elektronların maksimum kinetik enerjisi ve fotokatot malzemesinin iş fonksiyonu birinci deneye göre ikinci deneyde nasıl değişir?

Her değer için değişikliğin uygun yapısını belirleyin:

1) artar;

2) azalır;

3) değişmez.

Her bir fiziksel nicelik için seçilen sayıları tabloya yazın. Cevaptaki sayılar tekrarlanabilir.

Çözüm.

Fotoelektrik etki denklemine göre, emilen fotonun enerjisi iş fonksiyonuna gider ve elektrona kinetik enerji verir:

Dalga boyundaki bir azalma, gelen radyasyonun enerjisinde bir artışa yol açacaktır, bu da fotoelektronların maksimum kinetik enerjisinin artacağı anlamına gelir.

İş fonksiyonu sadece fotokatot malzemesinin bir özelliğidir ve gelen fotonların dalga boyuna bağlı değildir.

Cevap: 13.

Cevap: 13

Kaynak: Fizikte eğitim çalışması 02/16/2017, varyant PHI10303

İlk deneyde, fotokatot bir dalga boyuna sahip ışıkla aydınlatılır. λ 1 ve fotoelektrik etki gözlenir. İkinci deneyde, fotokatot, dalga boyuna sahip ışıkla aydınlatılır. λ 2 > λ bir . Fotokatottan yayılan elektronların maksimum kinetik enerjisi ve fotokatot malzemesinin iş fonksiyonu birinci deneye göre ikinci deneyde nasıl değişir?

Fotoelektrik etki, ışığın etkisi altında sıvı ve katı maddelerden elektronları çekme olgusudur.

2. Stoletov'un deneyi kavramını tanımlayın. Fotoakım ve fotoelektron nedir?

İki elektrot, bir katot ve bir anot, bir vakum tüpüne yerleştirildi ve bir voltaj kaynağına bağlandı. Katot aydınlatması olmadan devrede akım yoktu. Aydınlatıldığında, katottan çıkan elektronlar anoda çekilir.

Fotoakım, ışığın etkisi altında devrede ortaya çıkan akımdır ve fotoelektronlar, çıkarılan elektronlardır.

3. Fotoelektrik etkinin üç yasasını formüle edin ve fotoelektrik etkinin akım-gerilim karakteristiğini açıklayın. Daha fazla ışık yoğunluğu ile nasıl görünecek?

Fotoelektrik etki yasaları:

1) doygunluk fotoakımı, katoda düşen ışığın yoğunluğu ile orantılıdır.

2) fotoelektronların maksimum kinetik enerjisi ışığın yoğunluğuna bağlı değildir ve frekansı ile doğru orantılıdır.

3) her madde için, altında fotoelektrik etkinin mümkün olmadığı bir minimum ışık frekansı vardır. Fotoelektrik etkinin kırmızı sınırı olarak adlandırılır.

Düşük voltajlarda fotoelektronların sadece bir kısmı anoda ulaşır. Potansiyel fark ne kadar büyükse, fotoakım da o kadar büyük olur. Belirli bir voltaj değerinde maksimum olur, buna voltaj fotoakımı denir. Daha yüksek bir ışık yoğunluğu ile doygunluk fotoakımı daha yüksek olacak ve grafik daha yüksek olacaktır.

4. Einstein'ın fotoelektrik etki denklemini yazın ve açıklayın. İş fonksiyonunun değeri nedir?

Fotonun enerjisi, yayılan fotoelektrona kinetik enerji iletmek ve iş fonksiyonunu gerçekleştirmek için kullanılır. İş fonksiyonu, bir metalden bir elektron koparmak için yapılması gereken minimum iştir. Kırmızı kenarlık fotoğraf efekti:

5. Fotoelektronların kinetik enerjisinin ışığın frekansına bağımlılığının grafiğini açıklayın. Fotoelektrik etkinin kırmızı sınırı nasıl hesaplanır?

Bir fotoelektronun kinetik enerjisi lineer olarak ışığın frekansına bağlıdır:

Her zaman sıfırdan büyüktür ve fotoelektrik etki kırmızı sınırın altında oluşmaz.