максимальна кінетична енергія фотоелектронів лінійно залежить від частоти падаючого світла, а червона межа фотоефекту - від роду речовини катода (другий і третій закони фотоефекту).
7. Фотон, його енергія і імпульс
Порція світлового випромінювання - квант світла - володіє корпускулярними властивостями і може розглядатися як елементарна частинка, звана фотоном. Фотони є носіями властивостей електромагнітного поля. Чим вище частота випромінювання, тим сильніше виявляються корпускулярні (квантові) властивості світла.
Світлові частинки - фотони - володіють енергією
W 0= h? = hc? ,
де h - постійна Планка, v - частота світлової хвилі, ? - її довжина, з - швидкість світла.
Фотон завжди рухається зі швидкістю світла, і немає ніякої системи відліку, в якій би він спочивав. Значить, його маса m =0 і відповідно (див. § 18.4) енергія фотона і його імпульс пов'язані співвідношенням W 20? < i align="justify"> p 2 c 2=0. Звідки імпульс фотона
p = W 0 c = h? c = h? .
Те, що фотон має імпульсом, експериментально підтверджується відкриттям світлового тиску (див. нижче § 19.6).
Якщо світло є монохроматичним, то все фотони мають однакові енергію і імпульс.
Фотони виникають (випромінюються) при переходах атомів, молекул, іонів і атомних ядер з порушених енергетичних станів в стани з меншою енергією. Фотони випромінюються також при прискоренні і гальмуванні заряджених частинок, при розпадах деяких частинок і знищенні (при анігіляції) пари електрон - позитрон.
Процес поглинання світла речовиною зводиться до того, що фотони цілком передають свою енергію частинкам речовини. Процес поглинання світла розглядається в квантовій фізиці як дискретний і в часі, і в просторі.
8. Застосування фотоефекту в техніці
Прилади, принцип дії яких заснований на явищі фотоефекту, називають фотоелементами. Фотоелементи, дія яких заснована на зовнішньому фотоефекті, мають таке пристрій (рис. 19.6) . Внутрішня поверхня скляного балона, з якого викачане повітря, по крита світлочутливим шаром К з невеликим прозорим для світла ділянкою - «вікном» О для доступу світла всередину балона. У центрі балона знаходиться металеве кільце А. Від електродів К к А зроблені висновки для підключення фотоелемента до електричного ланцюга. В якості світлочутливого шару зазвичай використовують напилені покриття з лужних металів, що мають малу роботу виходу, тобто чутливих до видимого світла (виготовляють і фотоелементи, чутливі тільки до ультрафіолетових променів).
Фотоелементи, дія яких заснована на зовнішньому фотоефекті, перетворять в електричну енергію лише незначну частину енергії випромінювання. Тому в якості джерел електроенергії їх не використовують, зат...
