частка, що рухається у вакуумі зі швидкістю, що дорівнює швидкості світла. Маса спокою фотона дорівнює нулю. Імпульс фотона
. (21.2)
Згідно Ейнштейну, енергія фотона, що падає на метал, йде на роботу виходу електрона з металу і на повідомлення електрону кінетичної енергії. Рівняння Ейнштейна має вигляд
. (21.3)
З урахуванням (21.1) можна записати
, (21.4)
де - робота виходу електрона з металу.
Роботою виходу називається мінімальна енергія, яку треба надати електрону, щоб він покинув метал. Вільні електрони, виходячи за межі кристалічної решітки металу. Утворюють навколо нього електронне хмара. Між ним і кристалічною решіткою створюється електричної поле, що перешкоджає подальшому виходу електронів з металу. Для того, щоб електрон покинув метал, він повинен володіти достатньою енергією для подолання цього поля. Швидкості електронів в системі різні. Електрону з меншою енергією треба повідомити велику порцію енергії, ніж електрону з більшою енергією, для того, щоб вони покинули метал.
Робота виходу залежить тільки від хімічного складу металу і від стану його поверхні. З визначення роботи виходу ясно, що у формулі (21.3) являє собою максимальну кінетичну енергію вибитого електрона. З формули (21.3) очевидно також, що фотоефект спостерігається, якщо, де
.
Відповідно,
.
. Атомна і ядерна фізика
Атоми складаються з позитивного ядра і обертаються навколо нього електронів (планетарна модель атома). Атоми електрично нейтральні, отже, заряд ядра по модулю дорівнює сумарному заряду електронів. Розміри атома малі, порядку ~, розміри ядра порядку, тобто істотно менше розмірів атома. Що рухається по круговій орбіті з нормальним прискоренням електрон повинен випромінювати енергію (згідно законам електродинаміки, при будь-якому нерівномірному русі зарядженої частинки буде випромінюватися електромагнітна хвиля, і частка буде втрачати енергію), при цьому кінематична енергія електрона, його швидкість і радіус орбіти повинні зменшуватися і він повинен впасти на ядро. Однак відомо, що атоми стійкі і випромінюють лінійчаті спектри. Для пояснення лінійчатих спектрів і стійкості атомів Нільс Бор сформулював наступні постулати:
1. Електрони можуть рухатися в атомі тільки по певних орбітах, званим стаціонарними, при русі по яким енергія не втрачається.
2. Випромінювання і поглинання енергії атомом відбувається при переході електрона з однієї стаціонарної орбіти на іншу.
Енергія испускаемого (поглинається) фотона дорівнює
, (22.1)
де - постійна Планка, рівна, - частота испускаемого (поглинається) фотона. Якщо електрон переходить з більш віддаленої від ядра орбіти на більш близьку, то при цьому випромінюється фотон, зворотний перехід може відбутися при поглинанні фотона. Умова стаціонарності-й орбіти по Бору:
, (22.2)
де, і - швидкість і радіус електрона на-й орбіті. Величина - момент імпульсу електрона - позитивне числ...
