PhotoEffect numita substanță de emisie de electroni pe expunerea la lumină. Acest fenomen a fost descoperit de H. Hertz în 1887. El a observat că descărcarea lui apare atunci când iradierea luminii ultraviolete a unui electroscop încărcat negativ. Pozitiv încărcat electroscop în timpul iradierii nu este descărcată. Acest lucru înseamnă că, atunci când lumina este incidență pe electroscop șirag de mărgele de metal scos din ea în spațiul care înconjoară o sarcină negativă.
Studiul experimental al efectului fotoelectric efectuat Stoletov. El a propus un circuit de măsurare convenabil, al cărui principiu a rămas până în prezent. În interiorul containerului în care este creat vid, doi electrozi sunt plasate: La un fotocatodic realizat din materialul de testat și un anod. Lumina este îndreptată spre fotocatod prin fereastra de cuarț. Electronii sunt emise din cauza efectului fotoelectric (așa numitele fotoelectroni) sunt deplasate de câmpul electric spre anod. Apariția curentului din circuitul este înregistrat galvanometru F, tensiunea dintre fotocatodul și anod variază în potentiometru P, măsurată prin V. voltmetru
Numeroase experimente a stabilit următoarele legile de bază ale efectului fotoelectric:
1. fotocurentul de alimentare depinde de tensiunea aplicată la un flux luminos constant urmează. Cu o creștere a fotocurentul-tensiune inițial crește, atingând o valoare maximă, cunoscut sub numele de curentul de saturație. Puterea fotocurentului este proporțională cu fluxul de lumină incidente.
2. Pentru fiecare maxim sunt de lungimi de undă din metal de lumină (frecvență minimă) la care există încă eliberarea de electroni. Dacă lungimea de undă mai mare decât așa-numitul prag fotoelectric, atunci nu există nici o emisie de electroni, chiar și la o intensitate relativ ridicată a luminii iradiată.
3. Energia maximă fotoelectronica depinde liniar de frecvența luminii incidente și depinde de intensitatea acesteia.
În ceea ce privește ideile clasice cu privire la natura radiațiilor val de eliberarea de electroni de metal nu este surprinzător. Sprijinindu-se pe undei electromagnetice de suprafață este forțată oscilații ale electronilor în metal. Absorbind energia valurilor, electronul se poate acumula într-o cantitate suficientă pentru a învinge forțele electrice cu electroni la metal (adică pentru a face funcția de lucru A). Dar, în acest caz, energia fotoelectronilor ar trebui să crească odată cu creșterea intensității luminii incidente. Dar experiența arată că energia fotoelectronilor este independentă de intensitatea luminii. Creșterea intensității doar conduce la o creștere proporțională a numărului de fotoelectronilor. Energia unei singure fotoelectron depinde numai de frecvența luminii incidente.
In 1905, Einstein a explicat legile experimentale efectul fotoelectric pe baza ipotezei cuante luminii (fotoni), esența, care este după cum urmează: radiația incidență este considerată ca un flux de fotoni, dintre care energia este legată de frecvența relației E = h # 957; (În cazul în care h = 6,63 · 10 -34 J · s - o constantă universală, introdusă de Planck). Atunci când un foton este absorbit, energia sa este pe deplin transferat la un electron, iar în cazul în care energia este suficientă pentru a elibera un electron din deținerea de obligațiuni sale, ea poate merge dincolo de suprafața metalului.
Conform conceptelor cuantice, numărul total de electroni eliberat proporțional cu numărul de fotoni absorbiți, adică intensitatea curentului de saturație este proporțională cu intensitatea undei electromagnetice incidente. Dar energia unei singure fotoelectron este determinată de energia absorbită foton E = h # 957;. Prin urmare, este clar de ce energia fotoelectron depinde de frecvența luminii incidente, și nu depinde de intensitatea acestuia (de exemplu, numărul de fotoni incidente).
Dobândite de energie de electroni h # 957; parțial cheltuite pentru ao elibera din metal. surplusul rămâne în formă de energie cinetică a electronilor eliberați. A. Energia minimă necesară pentru a elibera electroni de metal, numită funcția de lucru. Astfel, pentru fotoelectronilor cu o viteză maximă de, legea conservării energiei în absorbția unei (ecuația Einstein) foton unic poate fi scris:
Evident, cu h # 957;