Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Топ:
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Интересное:
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Дисциплины:
2019-05-27 | 155 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Вольтамперная характеристика представляет собой зависимость фототока от напряжения между катодом и анодом.
Вначале ток быстро возрастает, а затем достигает насыщения. Сила тока насыщения определяется количеством электронов, испущенных катодом в единицу времени.
Iнас. = еn, где n – число электронов, испускаемых катодом за 1с.
При U = 0 ток не исчезает, с поверхности катода вырываются электроны, скорость которых не равна нулю. Для того, чтобы фототок стал равен нулю, необходимо приложить задерживающее напряжение (задерживающий потенциал), т.е.
Законы фотоэффекта не укладываются в рамки волновой теории, согласно которой под действием электромагнитной волны электроны вещества должны совершать колебания с амплитудой, пропорциональной амплитуде волны. При достаточной интенсивности (I ~ A2) связь электрона с веществом может быть нарушена, и электроны будут вылетать со скоростью, величина которой должна зависеть от интенсивности падающего света. Однако, скорость фотоэлектронов зависит только от частоты, т. е. имеет место единичное взаимодействие между фотоном и электроном.
Зависимость тока насыщения от светового потока объясняется тем, что число освобожденных электронов пропорционально числу фотонов в пучке света.
В полупроводниках и в меньшей степени в диэлектриках наблюдается внутренний фотоэффект, заключающийся в перераспределении электронов по энергетическим уровням, т.е. остаются внутри освещаемого вещества.
На основании опытов по фотоэффекту, было установлено, что электрон одновременно может получить энергию не от одного фотона, а от нескольких. Такой фотоэффект получил название многофотонного. Это – один из нелинейных эффектов в оптике.
|
Уравнение эйнштейна для многофотонного фотоэффекта:
,
где N – число фотонов, передающих энергию одному электрону. При многофотонном фотоэффекте красная граница смещается в сторону длинных волн.
Эффект Комптона
В 1923 г. А. Комптон, исследуя рассеяние рентгеновских лучей различными веществами, обнаружил, что в рассеянном излучении наряду с первичными лучами присутствуют лучи большей длины волны, причем разность длин волн ∆λ = λ' – λ не зависит от природы вещества и длины волны первичного излучения λ. Таким образом, эффект Комптона заключается в том, что при рассеянии жесткого (коротковолнового) электромагнитного излучения на свободных электронах происходит увеличение длины волны рассеянного света.
Экспериментально установлено
,
где – угол рассеяния фотона, т.е. угол между направлением рассеянного излучения и направлением первичного пучка; λ0 = – называется комптоновской длиной волны частицы массой m0: для электрона = 2,426·10-12 м; m0 – масса покоя электрона. Максимальное изменение длины волны происходит при угле рассеяния = 1800.
В эффекте Комптона проявляется квантовая природа света. Рассеяние можно представить как процесс упругого столкновения рентгеновских фотонов со свободными (или почти свободными) электронами.
В самом деле, энергия связи внешних электронов в атоме от 1 до 10 эВ (1 эВ = 1,6 · 10-19 Кл). Если λ ≈ 1Å ≈ 10-10м, то E = hν = 1,25·104 эВ, т.е. для фотонов с такой энергией электроны можно считать свободными.
Диаграмма импульсов при упругом рассеянии фотона на покоящемся электроне. |
При поглощении рентгеновских лучей с длиной волны λ ≈ 1Å, электрон приобретает скорость, близкую к с, т.е. возникает релятивистский эффект. Зависимость частоты или длины волны рассеянного фотона от угла рассеяния определяется, используя законы сохранения энергии и импульса.
Давление света (1901 г. П.Н. Лебедев)
Поскольку фотоны обладают импульсом, то падающий на произвольную поверхность свет должен оказывать на нее давление.
|
Пусть за единицу времени нормально к поверхности единичной площиди падает N фотонов. При этом α N фотонов отразится, а (1-α) N фотонов поглотится (α – коэффициент отражения). Давление света на единичную поверхность будет равно импульсу, который ей передают N фотонов за 1с:
Р =
Произведение Nhν – энергетическая освещенность Ее данной поверхности, равная световой энергии, падающей на единицу поверхности за единицу времени, а Ее /с = ω – объемная плотность энергии излучения. Поэтому
Р =
Эти формулы справедливы только для случая нормального падения света на поверхность.
Квантовая концепция согласуется с законами излучения и поглощения света, законами взаимодействия излучения с веществом. Такие хорошо изученные явления, как интерференция, дифракция и поляризация света, объясняются в рамках волновых представлений. Все свойства и за коны распространения света, его взаимодействие с веществом показыва ют, что
свет имеет сложную природу: он представляет собой единство противоположных свойств — корпускулярного (квантового) и волнового (электромагнитного).
Таким образом длительный путь развития естествознания привел к современной концепции двойственной корпускулярно-волновой природы света. Свет представляет собой единство дискретности и непрерывности.
|
|
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!