ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3–19
ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ФОТОЭЛЕМЕНТА

Приборы и принадлежности: вакуумный или газонаполненный фотоэлемент, эталонная лампочка, измерительная электрическая схема и оптическая скамья.

Цель работы: изучение явления фотоэффекта.

1. Краткая теория

Фотоэлементами называются приборы, действие которых основано на явлении фотоэлектрического эффекта.

Фотоэлектрическим эффектом называется явление испускания электронов веществом под действием света. Это явление было обнаружено Герцем (1887 г.), в дальнейшем исследовано Столетовым А. Г. и Гальваксом В.

Различают фотоэффекты внешний – вырывание электронов с поверхности вещества и внутренний – повышение электропроводности вещества.

Для внешнего фотоэффекта экспериментально установлены следующие законы.

1.Максимальная начальная скорость фотоэлектронов зависит от частоты света и не зависит от его интенсивности.
2.Для каждого вещества существует минимальная частота света ν₀; при которой еще возможен внешний фотоэффект. Частота ν₀; зависит от химической природы вещества и чистоты его поверхности. Частота ν₀; называется красной границей или порогом фотоэффекта.
3.Число фотоэлектронов, вылетающих в единицу времени с единицы поверхности вещества (при данной частоте света), пропорционально интенсивности света;
4.Число фотоэлектронов, вырываемых в единицу времени с единицы поверхности при постоянной интенсивности света, увеличивается с увеличением частоты света.
5.Опыты показывают, что фотоэффект практически безинерционен.

Классическая электродинамика, согласно которой свет распространяется в виде непрерывных монохроматических волн, не в состоянии объяснить все законы фотоэффекта.

Согласно таким представлениям вырывание электронов является результатом воздействия на них электромагнитных световых волн, которые сообщают электронам вынужденные колебания. Амплитуда вынужденных колебаний электронов пропорциональна амплитуде волны и соответственно ее интенсивности. При достаточно большой "раскачке" электрон может оборвать связь с веществом и вырваться за его пределы. Скорость вылетающих электронов должна быть пропорциональной интенсивности волны. Но опыт показывает, что эта скорость зависит только от частоты. Эйнштейн, обобщая идеи Планка о дискретном характере излучения, предположил, что свет не только излучается, но и распространяется в пространстве и поглощается веществом в виде отдельных порций – квантов электромагнитного излучения. Эти световые кванты назвали фотонами.