Досліди Столєтова

Фотоефектом називається випускання електронів речовиною при поглинанні їм квантів електромагнітного випромінювання (фотонів).

Р. Герц відкрив фотоефект в 1887 р. і встановив, що довжина іскри в розряднику стає більше при попаданні на його металевих електродів світла від іскри другого розрядника. Перші дослідження фотоефекту були виконані російським ученим А. Р. Столєтова (1888 р.). Ф. Ленард і Дж. Томсон (1889) і було доведено, що при фотоефекті випускаються електрони.

Досліди Столєтова.

Фотоефектом називається випускання електронів речовиною при поглинанні їм квантів електромагнітного випромінювання (фотонів).

На малюнку а) зображена схема дослідів і прилад Столетова для спостереження фотоефекту.

Де С — це 2 металевих диска, які встановлені паралельно один одному (перший диск — латунна або залізна металева сітка, другий диск — суцільний). Диски з’єднуються за допомогою дроту, в яку введені гальванічна батарея В і чутливий гальванометр з великим опором (5212 Ом),

А це — джерело світла (лампа з вольтової дугою).

Т. о, 2 металеві пластини є конденсатором, причому металева сітка виявляється позитивною обкладкою конденсатора. Світло від дуги А крізь сітку потрапляє на заряджену негативно суцільну металеву пластину.

З дослідів Столетова випливало те, що фотострум через гальванометр найбільше збільшується при освітленні UF променями, сила фотоструму є пропорційною інтенсивності освітлення, і під дією світла вивільняються лише негативні заряди.

При вивченні фотоефекту будується залежність струму I від напруги U, яке подається до електродів, один з яких (досліджуваний фотокатод) освітлюється світлом, (на малюнку). З отриманої залежності I(U) випливає, що при U = 0 струм не є рівним нулю, а для того, щоб струм перетворився в нуль, потрібно подати деяку напругу із зворотною полярністю (до освітленому електроду позитивний, до неосвещенному — негативний), що називають затримує напругою Uз і визначається максимальною кінетичною енергією електронів, що вилітають:

mv2/2 = еUз.

При вивченні фотоефекту визначили деякі закономірності.

1. Кількість електронів, що вириваються світлом з поверхні металу за 1 секунду, прямо пропорційно поглинається за цей час енергії світлової хвилі.

2. Швидкість електронів, які вилітають з тіла при фотоефекті, визначається його частотою v і вона не залежить від інтенсивності.

3. Для всіх речовин існує критична найменша частота світла vmin (червона межа фотоефекту), при якій фотоефект можливий. Випромінювання з частотою v < vmin не викликає явища фотоефекту.

Другий і третій закони фотоефекту неможливо пояснити в рамках класичної електромагнітної теорії. Вони мають квантовий характер.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Правила електробезпеки