тим більше фотонів і більше число вибитих з поверхні металу електронів, але не їх швидкість. Більш швидкі електрони можна отримати, направляючи на поверхню металу випромінювання з більшою частотою, так як фотони такого випромінювання містять більше енергії.
В експериментальних законах фотоефекту Ейнштейн побачив переконливий доказ того, що світло має переривчасту структуру і поглинається окремими порціями. Енергія Е кожній порції випромінювання в повному Згідно з гіпотезою Планка пропорційна частоті:
E = hv, де h - постійна Планка.
З того, що світло, як показав Планк, випромінюється порціями, ще не випливає переривчаста структура самого світла. Адже і мінеральну воду продають у пляшках, але звідси зовсім не випливає, що вода має переривчасту структуру і складається з неподільних частин. Лише явище фотоефекту показало, що світло має переривчасту структуру: випроменена порція світлової енергії E = hv зберігає свою індивідуальність і надалі. Поглинутися може тільки вся порція цілком.
Кінетичну енергію фотоелектрона можна знайти, застосувавши закон збереження енергії. Це рівняння пояснює основні факти, що стосуються фотоефекту. Інтенсивність світла, за Ейнштейном, пропорційна числу квантів (Порцій) енергії в світловому пучку і тому визначає число електронів, вирваних з металу. Швидкість же електронів згідно визначається тільки частотою світла і роботою виходу, яка від роду металу і стану його поверхні. Від інтенсивності світла вона не залежить.
Для кожної речовини фотоефект спостерігається лише в тому випадку, якщо частота v світла більше мінімального значення. Адже щоб вирвати електрон з металу навіть без повідомлення йому кінетичної енергії, потрібно здійснити роботу виходу А. Отже, енергія кванта повинна бути більше цієї роботи. Граничну частоту, називають червоною межею фотоефекту. p> Для цинку червоній межі відповідає довжина хвилі м (ультрафіолетове випромінювання). Саме цим пояснюється досвід з припинення фотоефекту за допомогою скляної пластинки, що затримує ультрафіолетові промені.
Робота виходу у алюмінію або заліза більше, ніж у цинку. Тому в досвіді використовувалася цинкова пластина. У лужних металів робота виходу, навпаки, менше, а довжина хвилі, відповідна червоній межі, більше. Користуючись рівнянням Ейнштейна можна знайти постійну Планка h. Для цього потрібно експериментально визначити частоту світла v, роботу виходу А і виміряти кінетичну енергію фотоелектронів. Точно таке ж значення було знайдено Планком при теоретичному вивченні зовсім іншого явища - теплового випромінювання. Збіг значень постійної Планка, отриманих різними методами, підтверджує правильність припущення про переривчастому характері випромінювання і поглинання світла речовиною. Рівняння Ейнштейна, незважаючи на свою простоту, пояснює основні закономірності фотоефекту. У сучасній фізиці фотон розглядається як одна їх елементарних частинок. Таблиця елементарних частинок вже багато десятків років починається з фотона.
Ейнштейн висунув ще одну сміливу гіпотезу, припустивши, що світло має двоїстої природою. Як показують які протягом століть оптичні експерименти, світло може вести себе як хвиля, але, як свідчить фотоелектричний ефект, і як потік частинок. Правильність запропонованої Ейнштейном інтерпретації фотоефекту була багаторазово підтверджена експериментально, причому не тільки для видимого світла, але і для рентгенівського і гамма-випромінювання.
Таким чином, Ейнштейну належить теоретичне відкриття фотона, експериментально виявленого в 1922 А.Комптоном. А в 1924 році Луї де Бройль зробив ще один крок у перетворенні фізики, припустивши, що хвильовими властивостями володіє не тільки світло, а й матеріальні об'єкти, наприклад електрони. Ідея де Бройля також знайшла експериментальне підтвердження і заклала основи квантової механіки.
Роботи Ейнштейна дозволили пояснити флуоресценцію, фотоіонізації і загадкові варіації питомої теплоємності твердих тіл при різних температурах та ін, які не могла пояснити електромагнітна теорія світла.
У 1922 році Ейнштейну була вручена Нобелівська премія з фізики 1921 року В«за заслуги перед теоретичною фізикою, і особливо за відкриття закону фотоелектричного ефекту В». В«Закон Ейнштейна став основою фотохімії так само, як закон Фарадея - основою електрохімії В», - заявив на представленні нового лауреата Сванте Арреніус зі Шведської королівської академії. Домовившись заздалегідь про виступ в Японії, Ейнштейн не зміг бути присутнім на церемонії і свою Нобелівську лекцію прочитав лише через рік після присудження йому премії.
3.3 Приватна (спеціальна) теорія відносності
Найбільшу популярність Ейнштейну все ж принесла теорія відносності, викладена ним вперше у тому ж 1905 році, у статті В«До електродинаміки рухомих тілВ». Вже в юності Ейнштейн намагався зрозуміти, що побачив би спостерігач, якби кинувся зі швидкістю світла навздогін за світловою хвилею. У ...
