Лекция по Квантовой физике

1.3.Фотоэлектрический эффект. Суть фотоэффекта заключается в вырывании электронов из вещества под действием электромагнитного излучения и в частности света. Схематически фотоэффект можно представить: (см рис). Основные законы фотоэффекта: 1)величина фототока J_ф будет прямопропорциональна интенсивности падающего света; 2)J_ф¹0 только при частоте падающего света ω>ω₀, где ω₀-красная граница фотоэффекта; 3)кинетическая энергия электрона Т_ЭЛ=mv²/2 не зависит от интенсивности падающего света; 4)Т_ЭЛ пропорциональна ω. F=qּE; mּdv/dt=ℓּE₀ּcosωt; mv=-[ℓּE₀/ω]sinωt; v=-[ℓּE₀/mω]ּ sinωt; mv²/2=1/2[ℓּE₀/mω]ּsinωt – противоречие (т.е. 3) с помощью классической физики объяснить нельзя. Эйнщтейн расширил гипотезу Планка и предложил рассматривать электромагнитное излучение как поток новых частиц, движущихся со скоростью света и имеющих энергию, которая определяется формулой Планка E=hּV. Эти частицы впоследствии стали называть фотонами. Тогда фотоэффект Эйнштейн предложил рассматривать как явление абсолютно неупругого столкновения фотона с электроном вещества, в результате которого электрон полностью поглощает фотон и его энергию и мог вылететь из вещества. Затем закон сохранения энергии для абсолютно неупругого столкновения фотона и электрона после столкновения вне вещества. E=hּVּ2π/2π=[h/2π]ω=ħω. ħ=h/2π-постоянная Планка-Дирака. ħ=1,052ּ10^-34Джּс. Закон сохранения энергии: ħω(до взаимодействия)=[mv²/2]+А_ВЫХ(электрон выходя из вещества расходует свою энергию на работу выхода);