Внешним фотоэффектом называют явление вырывания электронов из вещества под действием падающего на него света.Основным в теории фотоэффекта является гипотеза световых квантов — свет представляет собой поток фотонов.
Подробнее
Фотоэффект можно представить как результат двух последовательных процессов: 1) поглощение кванта света электроном, 2) вылет электрона за пределы вещества.
Из закона сохранения энергии, при поглощении фотонов электронами и вылете электрона, следует формула Эйнштейна для фотоэффекта:
где h – постоянная Планка, v - частота света, m – масса электрона, u – скорость вылетающего электрона. При этом важно, что электрон не может поглотить лишь часть энергии фотона. Поэтому энергия hv превращается в кинетическую энергию электрона, часть Aвых которой затем тратится на совершение работы выхода. Это полностью объясняет результаты экспериментальных исследований фотоэффекта.
Три закона внешнего фотоэффекта
1. При фиксированной частоте электромагнитного излучения, падающего на фотокатод, сила фототока насыщения прямо пропорциональна интенсивности падающего на катод света (т.е. числу фотонов, падающих на поверхность катода в единицу времени).
2.Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света и линейно зависит от его частоты.
3.Для каждого фотокатода существует красная граница фотоэффекта, то есть минимальная частота электромагнитного излучения v0 = Aвых / h , при которой фотоэффект ещё возможен.
В компьютерной модели установки для изучения фотоэффекта имеется трубка, из которой откачан воздух и внутри расположены две пластины, присоединенные к источнику напряжения, и в ту же цепь включены приборы для измерения силы тока и напряжения. Одна из пластин освещается светом, параметры которого можно изменять.