Fotony i fotoefekt: energia jednego kwantu a liczba elektronów
Jaśniejsze światło nie zawsze wybije elektron z metalu. W jednofotonowym fotoefekcie decyduje energia pojedynczego fotonu w porównaniu z pracą wyjścia. Większa liczba zbyt słabych fotonów nie usuwa progu tego modelu.
W tym materiale
Jaśniejsze światło nie zawsze wybije elektron z metalu. W jednofotonowym fotoefekcie decyduje energia pojedynczego fotonu w porównaniu z pracą wyjścia. Większa liczba zbyt słabych fotonów nie usuwa progu tego modelu.
Potrzebne wiadomości: Częstotliwość, energia, napięcie i praca wyjścia.
Bilans jednego zdarzenia
Foton ma energię E=hf=hc/\lambda i pęd p=E/c w próżni. W zjawisku fotoelektrycznym zewnętrznym maksymalna energia kinetyczna wynosi E_{k,max}=hf-W. Dla hf mniejszego od pracy wyjścia W emisja jednofotonowa nie zachodzi. Ujemny wynik przedłużenia prostej nie oznacza elektronu o ujemnej energii kinetycznej.
Wartość napięcia hamowania spełnia eU_h=E_{k,max}. Mierzy granicę maksymalnej energii, nie energię każdego elektronu. Przy ustalonej częstotliwości większe natężenie światła zwiększa strumień fotonów. Przy stałej wydajności i pełnym zbieraniu zwiększa prąd nasycenia, lecz nie Uₕ.
Wykres i jednostki
Na wykresie Uₕ(f) nachylenie wynosi h/e, a próg f₀=W/h. Dla fotonu 4 eV i pracy wyjścia 2,5 eV maksymalna energia elektronu to 1,5 eV, odpowiadająca Uₕ=1,5 V. W eV i V zapis liczb jest tu zgodny, ponieważ rozpatrujemy ładunek jednego elektronu.
W fotokomórce część elektronów może nie docierać do elektrody zbierającej. Efekty wielofotonowe, stan powierzchni i ładunek przestrzenny wykraczają poza ten prosty model. Zjawisko fotoelektryczne wewnętrzne w półprzewodniku nie wymaga opuszczenia materiału: może zwiększać liczbę nośników. Nie należy go utożsamiać z każdym przypadkiem emisji elektronu do próżni.
Zadania do tego tematu
- Napięcie hamowania dla znanej energii fotonu
- Trzy razy większy strumień tych samych fotonów
- Energia poniżej progu i ujemny wynik odejmowania
Komentarze (0)
Nie ma jeszcze opublikowanych komentarzy. Rozpocznij rozmowę o tym materiale.
RSS komentarzy · Powiadomienia e-mail
Dodaj komentarz
Możesz komentować jako gość lub zalogować się, aby użyć danych konta. Utwórz konto