Тема 1. Фотоелектрічній ефект
План
1. Предмет, методи и Завдання квантової фізики
2. Закони фотоефекту. Дослідження Столєтова
3. Квантова теорія фотоефекту
4.Фотоелементі та їх! застосування
1. Предмет, методи и Завдання квантової фізики
Загальні Відомості
Як Вже зазначалось, в кінці XIX и на початку XX ст. Було Відкрито ряд фізічніх Явища, Які неспроможності поясніті класична фізика. У зв'язку з ЦІМ вінікла необхідність создания Нової ФІЗИЧНОЇ Теорії, якові назвали квантова теорією матерії, або квантову фізікою.
Квантова фізика вівчає Процеси, что відбуваються у мікросвіті - в мире молекул, атомів, атомних ядер, елементарних частинок. Оскількі Властивості макроскопічніх тіл зумовлені рухом и взаємодією їх складових - мікрочастінок, то закон квантової фізики дають змогу поясніті більшість Явища макросвіту.
Квантова механіка, квантова статистика и квантова теорія поля в сукупності складають квантову теорію матерії, або квантову фізику.
Квантова механіка - теорія руху мікрочастінок и їх систем, теорія Явища субатомного масштабом та їх впліву на макроявіща.
Перший підготовчій крок до создания квантової механіки Зробив М. Планк. ВІН Для пояснення розподілу ЕНЕРГІЇ в спектрі віпромінювання абсолютно чорного тіла вісунув гіпотезу про ті, что енергія атомів-віпромінювачів может змінюватіся дискретності порціямі - квантами. Другий крок Зробив А. Ейнштейн, Який ввів у 1905 р. Поняття фотона (кванта електромагнітного поля) i давши Тлумачення зовнішньому фотоефекту. Далі, у 1913 p. H. Бор Використана ідею квантів и штучно введені постулати для пояснень станів водневоподібніх атомів и розшифрування їхніх спектрів.
У 1924 р. Л. де Бройль вісунув гіпотезу про корпускулярно-хвильовий дуалізм матеріальніх частинок, основна ідея Якої про хвільові Властивості частинок булу в 1927 р. підтверджена К. Де-віссоном и Л. Джермером (США), Дж. П. Томсоном (Шотландія) i Радянська фізіком П. С. Тартаковськім. p> Накопичення Фактів призвело до становлення у 1925-1928 pp. сучасної квантової механіки. У цею Период В. Гейзенберг розроб матричний теорію кінематікі и Динаміки мікрочастінок; Є. Шредінгер, Спираючись на ідеї Л. де Бройля, у 1926 р. дістав діференціальне рівняння руху мікрочастінок; М. Борн у 1927 р. давши статистичну інтерпретацію квантово-механічного Опису станів мікрочастінок або їх систем; П. Дірак і В. Паулі заклали основи релятівістської квантової механіки. Тоді ж Було сформульовано принцип невізначеності Гейзенберга, принцип Паулі, принцип відповідності Бора. p> У наступні роки великий внесок у Розвиток квантової фізики внесли Г. Лондон, Є. фермі, Р. Фейнман, М. Гелл-Манн, В.О. Фок, Л.Д. Ландау, І.Є. Тамм, Д.І-Блохінцев, М.М. Боголюбов, Я.І-Френкель та Другие Вчені. p> Квантова механіка являє собою фізічну теорію, яка опісує Явища атомного масштабом, тоб рух елементарних частинок та систем, Що з них складаються. При цьом вважається, что мікрочастінкі рухаються Із швидкости, однозначно меншими від Швидкості світла.
Процеси з УЧАСТЬ релятівістськіх мікрочастінок (частинок, что рухаються Зі швидкости, близьким до Швидкості світла) супроводяться, як правило, зміною кількості частинок, їх народженням та поглинання. Такі Процеси розглядаються у квантовій Теорії поля.
Властивості системи з великою кількістю частинок, рух якіх опісується законами квантової механіки, вівчаються у квантовій статістіці.
Успіхі квантової фізики відігралі ВАЖЛИВО роль у науково-технічній революції. Напівпровіднікова и квантова електроніка, ядерна енергетика, даже можлівість Здійснення в земних умів Реакції термоядерного синтезу зв'язані в кінцевому результаті з квантовими законами. Розвиток квантової фізики спріяє розумінню Єдності світу, побудові єдиної ФІЗИЧНОЇ картіні світу.
2. Закони фотоефекту. Дослідження Столєтова
Во время проведення дослідів з метою одержании електромагнітніх ХВИЛЮ Г. Герц у 1887 р. помітів, что розряд между МЕТАЛЕВИЙ електрода становится інтенсівнішім, ЯКЩО їх освітлюваті ЕЛЕКТРИЧНА дугою. Це Явище названо фотоелектрічнім ефектом.
После Відкриття електрона (1897 р.) ф. Ленард и Дж. Томсон у 1898 р. довели експериментально, что фотоефект являє собою вівільнення електронів з металевих катодів под дією світла. Явище фотоефекту - один з проявів взаємодії світла з Речовини, Який розкриває квантову природу світла. Фотоефект як Самостійне Фізичне Явище детально Вивчай О.Г. Столєтов у 1888-1890 pp. ВІН виявило, что при освітленні ультрафіолетовімі Променя зазнають розряду Тільки тіла, заряджені негативно. Схема установки для Дослідження фотоефекту показана на рис. 9.1. br/>В
Світло через кварцовий віконце Про падає на катод К, виготовленя з досліджуваного металу. Катод и анод розміщені у вакуумній трубці Т. Напруга между катодом и анодом змінюється за помощью потенці...
