Фотоэлектрический эффект и световой квант

О волновой природе электрона. У частиц малой массы движение и взаимодействие происходят по законам, отличающимся от законов классической механики. Как было установлено, электромагнитные колебания имеют двойственную природу. Такие явления, как интерференция и дифракция света, свидетельствуют о его волновой природе, а способность оказывать иа освещаемую поверхность механическое давление или вырывать с этой поверхности электроны (фотоэлектрический эффект) указывает иа его корпускулярную природу, т. е. позволяет рассматривать световое излучение как поток частиц, или квантов, названных фотонами. [c.26]

Способность элементарных веществ испускать электроны под воздействием электромагнитных волн — фотоэлектрический эффект — характерна для металлов. В этом случае она объясняется слабостью связи валентных электронов в атомах. Чем слабее связаны электроны в атомах, тем меньшая энергия кванта излучения требуется для их отрыва. В соответствии с этим фотоэлектрический эффект легче всего осуществляется у щелочных металлов, которые испускают электроны под воздействием не только ультрафиолетовых, но даже и длинноволновых лучей видимого света. [c.45]

Пути преодоления этой трудности были подсказаны Бору разработанной Планком квантовой теорией испускания света раскаленными телами и выдвинутой Эйнштейном теорией фотоэлектрического эффекта и светового кванта. Как Планк, так и Эйнштейн принимали, что свет с частотой V не излучается и не поглощается веществом в произвольно малых количествах, а только квантами энергии ку. Если атом водорода, в котором электрон вращается вокруг ядра по большой круговой орбите, испускает квант энергии ку, то после этого электрон должен уже находиться на значительно отличающейся от прежней (меньшей) круговой орбите, отвечающей энергии атома, на ку меньше его началь- [c.120]

После открытия М. Планком и А. Эйнштейном квантования энергии физики вплотную столкнулись с проблемой корпускулярно-волнового дуализма. С одной стороны, свет обладает всеми свойствами волны имеет определенную частоту, длину волны, изменяет плоскость колебаний и т. д. С другой стороны, свет оказывает давление, вызывает фотоэлектрический эффект, наконец, его энергия изменяется не непрерывно, а дискретно, т. е. ведет себя как совокупность мельчайших частиц — квантов, аналогичных материальным атомам (корпускулам). [c.77]

В рентгеновской трубке электроны, испускаемые катодом, ускоряются до высоких скоростей под действием налагаемой разности потенциалов V. Их кинетическая энергия становится равной количеству энергии еУ. Когда такой быстро движущийся электрон ударяется об анод, скорость его резко снижается до значения, близкого к нулю. Если скорость его становится равной нулю, то вся энергия еУ, которой он обладал, превращается в рентгеновское излучение (свет) с энергией и соответственно с частотой V. Частоту такого излучения можно вычислить по уравнению фотоэлектрического эффекта еУ = ку (работой выхода можно в данном случае пренебречь, поскольку она мала по сравнению с другими величинами). Если нри замедлении электрона скорость его не надает до нуля, то частота испускаемого рентгеновского кванта будет несколько меньше предельного значения. [c.144]

Рассмотрим условия, при которых свет ведет себя как волна. В типичном диффракционном опыте свет из точечного или линейного источника проходит через систему щелей, после чего диффракционная картина регистрируется на фотографической пластинке. В настоящее время экспериментально найдено, что образование скрытого изображения на фотографической пластинке так же, как и фотоэлектрический эффект, является квантовым процессом. Таким образом, с точки зрения фотонной теории света этот опыт можно рассматривать как переход потока фотонов от источника к пластинке. Если бы возможно было произвести опыт с единственным фотоном, мы не могли бы получить полной диффракционной картины самое большее, одно зерно эмульсии на пластинке получило бы способность проявиться. Опыт с большим числом фотонов можно рассматривать как повторенный многократно опыт с единственным фотоном. Поэтому диффракционная картина является выражением вероятности того, что фотон, испускаемый из источника, ударится об определенное место пластинки. Волны сами по себе не наблюдаются ни в этом, ни в каких-либо других оптических опытах фактическое наблюдение света всегда квантовано, обнаруживаем ли мы свет фотографической пластинкой, фотоэлементом или человеческим глазом. [c.15]

В таком случае излучение может испускаться или поглощаться только целыми квантами но, так как даже излучение низкой интенсивности должно состоять из биллионов фотонов, их присутствие трудно определить в обычных условиях. Эйнштейн (1905), рассматривая фотоэлектрический эффект, доказал существование фотонов. При падении видимого света на поверхность щелочного металла испускаются электроны. Найдено, что эти фотоэлектроны обладают следующими свойствами [c.9]

Сам Планк долгое время полагал, что испускание и поглощение света квантами есть свойство излучающих тел, а не самого излучения, которое способно иметь любую энергию и поэтому могло бы поглощаться непрерывно. Однако в 1905 г. А. Эйнштейн, анализируя явление фотоэлектрического эффект а пришел к выводу, что электромагнитная (лучистая) энергия существует только в форме квантов и что, следовательно, излучение представляет собой поток неделимых материальных частиц (фотонов), энергия которых определяется уравнением Планка. [c.62]

В 1905 г. Альберт Эйнштейн дал объяснение фотоэлектрического эффекта кванты света, или фотоны, попадают на металл и их энергия вызывает испускание фотоэлектронов. При поглощении металлами света энергия фотонов превращается в энергию фотоэлектронов. Фотоэлектрон использует часть энергии, чтобы оторваться от металла, а остальная энергия остается у фотоэлектрона в виде кинетической. [c.101]

В 1905 г. Эйнштейн объяснил эти наблюдения на основе разработанной им теории фотоэлектрического эффекта. Он высказал предположение, что падающий на металлическую пластинку свет состоит из световых квантов или фотонов, обладающих энергией Ы, и что энергия каждого фотона при поглощении света металлом полностью переходит в энергию [c.66]

Пути преодоления этой трудности были подсказаны Бору разработанной Планком квантовой теорией испускания света раскаленными телами и выдвинутой Эйнштейном теорией фотоэлектрического эффекта и светового кванта. Как Планк, так и Эйнштейн исходили из предположения, что свет с частотой V не излучается и не поглощается веществом в произвольно малых количествах, а излучается или поглощается только квантами энергии ку. Если атом водорода, в котором электрон вращается вокруг ядра по большой круговой орбите, испускает квант энергии ку, то после этого электрон должен уже находиться на другой (меньшей) круговой орбите, отвечающей энергии атома, на ку меньшей, чем была его начальная энергия. В соответствии с этим Бор выдвинул предположение, что атом водорода может находиться только в определенных дискретных состояниях, называемых устойчивыми состояниями этого атома. Он принял также допущение, что одно из этих состояний — основное, или нормальное (невозбужденное), состояние — отвечает минимуму энергии, которой может обладать атом. Остальные состояния, характеризующиеся более высокой энергией, чем энергия основного состояния, называются возбужденными состояниями данного атома. [c.104]

Теория квантов объяснила ряд научных фактов. Так, фотохимическое действие красных лучей слабое (их кванты малы), фиолетовых сильное (их кванты крупные), ультрафиолетовых еще сильнее. Люминесценция (флуоресценция) — процесс, когда вещество облучается лучами одного цвета, одной частоты, а испускает лучи другого цвета, другой частоты, — объясняется тем, что при падении лучей на вещество часть их энергии поглощается, то есть величина их квантов уменьшается новым же квантам отвечает меньшая частота колебаний, то есть характер лучей изменяется в сторону лучей более мягких . Объяснила она и фотоэлектрический эффект (рис. 15, б). Фотон, падая на металл, выбивает из него электрон подобно тому, как бильярдный шарик выбивает другой. Энергия фотона (квант е) расходуется на работу Е по вырыванию электрона из атома и на сообщение электрону кинетической энергии, равной разности этих величин (е — Е). Если величина кванта е меньше величины Е, то электрон не расстанется с атомом и фотоэффекта не будет ( мягкие лучи фотоэффекта не вызывают). Интенсивность освещения скажется лишь на количестве квантов, то есть на количестве вырываемых электронов, на силе фототока-, напряжение же фототока зависит от энергии электронов, от скорости их, в свою очередь зависящей от величины квантов, то есть от величины м падающего на металл света. [c.76]

Сам Планк долгое время полагал, что испускание и поглощение света квантами есть свойство излучающих тел, а не самого излучения, которое способно иметь любую энергию и поэтому могло бы поглощаться непрерывно. Однако в 1905 г. А. Эйнштейн, анализируя явление фотоэлектрического эффекта, пришел к X выводу, что электромагнитная (лучи- [c.64]

В 1905 г. Эйнштейн показал, что трудности могут быть преодолены, если применить постулаты Планка о квантах к фотоэлектрическому эффекту. Вместо того, чтобы относиться к падающему свету, как к излучению частоты v, он рассмотрел свет, как поток частиц, называемых сейчас фотонами. Каждый фотон обладает энергией fiv, где h — постоянная Планка. Фотон передает свою энергию электрону в металле часть ее используется для удаления электрона из поверхности металла, а остаток превращается в кинетическую энергию фотоэлектрона. Таким образом [c.21]

Энергия, необходимая для освобождения, может быть сообщена электрону и при низкой температуре квантами света. Явление носит название фотоэлектрического эффекта. Фотоэлектрический ток возникает, если поверхность металла освещается светом, энергия квантов которого превышает работу выхода. [c.17]

Согласно Эйнштейну, фотоэлектрический эффект объясняется тем, что кванты света, падающие на поверхность металла, передают свою энергию кх электронам, которые и покидают поверхность металла, оставляя на нем избыточный положительный заряд. Наибольшая кинетическая энергия вылетающего электрона при отсутствии потерь в случайных соударениях определяется соотношением [c.17]

Одним из явлений, объясняемых теорией квантов, является фотоэлектрический эффект. Он состоит в испускании электронов поверхностью освещенного, т. е. бомбардированного фотонами, металла. В результате отдачи электронов металл заряжается положительно. (На этом явлении основано действие фотоэлектрических ячеек.) Кинетическая энергия электронов, испускаемых металлом, не зависит от интенсивности падающего света (которая влияет только на число испускаемых электронов) и определяется частотой света в соответствии с приведенным выше соотношением. При попадании на металл каждого кванта света происходит испускание электрона с энергией hv. [c.71]

Согласно классической электромагнитной теории свет это волновое движение, энергия которого меняется пропорционально интенсивности излучения и не зависит от его частоты. А. Эйнштейн, исследуя фотоэлектрический эффект, пришел к заключению, что свет по некоторым свойствам больше похож на поток частиц, которые он назвал фотонами. Нетрудно догадаться, что кванты Планка и фотоны Эйнштейна — это два разных названия одного и то- [c.24]

Возгорание люминесценции при переходе к непрерывному освещению объясняется фотодесорбцией, в соответствии с упомянутыми выше фотоэлектрическими и манометрическими эффектами на ZnO. Можно предположить, что поглощенный кристаллом квант света, мигрирующий к поверхности в виде экситона, производит разрядку отрицательных молекулярных ионов поверхности с переводом электрона в зону проводимости. [c.202]

Квантование энергии. Электромагнитные волны и скорость света, длина волны, частота и волновое число. Электромагнитный спектр. Излучение абсолютно черного тела. Кванты и постоянная Планка. Фотоэлектрический эффект и фотоны. Спектры поглощения и испускания. Серии Лаймана, Баль.мера и Пашсна уравнение Рндберга. [c.328]

Радиоволны, инфракрасный, видимый и ультрафиолетовый свет, рентгеновские лучи и гамма-излучение представляют собой электромагнитные волны с различной длиной волны. Скорость света, с = 2,9979-10 ° см с , связана с его длиной волны X и частотой V соотношением с = Ху. Волновое число у-это величина, обратная длине волны, V = 1/Х. Все нагретые тела излучают энергию (излучатель с идеальными свойствами дает излучение абсолютно черного тела). Планк выдвинул предположение, что энергия электромагнитного излучения квантована. Энергия кванта электромагнитного излучения пропорциональна его частоте, Е = км, где / -постоянная Планка, равная 6,6262 10 Дж с. Выбивание электронов с поверхности металла под действием света называется фотоэлектрическим эффектом. Квант света называется фотоном. Энергия фотона равна /IV, где V-частота электромагнитной волны. Зависимость поглошения света атомом или молекулой от длины волны, частоты или волнового числа представляет собой спектр поглощения. Соответствуюшая зависимость испускания света атомом или молекулой является спектром испускания. Спектр испускания атомарного водорода состоит из нескольких серий линий. Положения всех этих линий точно определяются одним общим соотношением-уравнением Ридберга [c.375]

Взаимодействие электронов проводимости с ионами металла, находящимися в узлах кристаллической решетки, обусловливает болыиую теплопроводность металла. Электроны проводимости в металлическом кристалле обладают большой подвижностью, одиако за фазовую границу металлического кристалла они не проникают. Для преодоления этой границы необходимо затратить энергию, называемую работой выхода электрона. Эта энергия может быть получена электронами в результате освенюння или нагревания металла. При освещении поверхности металла от нес отрываются электроны такое явление называют фотоэлектрическим эффектом. Очевидно, что отрыв электронов при фотоэлектрическом эффекте обусловлен энергией кванта света, падающего ка поверхность металла. [c.220]

В 1905 г. Эйнштейн объяснил эти наблюдения на основе разработанной им теории фотоэлектрического эффекта. Он высказал предположение, что падающий на металлическую пластинку свет состоит из световых квантов или фотонов, обладающих энергие / V, и что энергия каждого фотона при поглощении света металлом полностью переходит в энерпто фотоэлектрона. Электрон, чтобы выйти из металла, должен затратить какое-то количество-энергии. Это количество энергии можно обозначить символом Ех (работа выхода данного металла). Остальная часть энергии будет кинетической, [c.142]

Пути преодоления этой трудности были подсказаны Бору разработанной Планком квантовой теорией испускания света раскаленными теламн п выдвинутой Эйнштейном теорией фотоэлектрического эффекта и светового кванта. Как Планк, так и Эйнштейн исходили из иредноложения, что свет с частотой [c.146]

Квант действия проявляется также и при фотоэлектрическом эффекте (Герц, 1887 Холлуох, 1888). При облучении определенных металлов коротковолновым светом освобождаются элементарные частицы, которые можно идентифицировать как электроны. Оказалось, что [c.28]

Хотя классическая электронная теория, рассмотренная в гл. 14, с успехом описывает многие оптические явления, предположения, на которых основана эта теория, вызываьзтпоявление больших трудностей. Имеются трудности двух типов. Во-первых, известно, что классическое описание излучения (как в предположениях 2, 3 и 4 на стр. 417, 419) не полно, поскольку оно не учитывает существования квантов света, неопровержимо доказанного экспериментально (фотоэлектрический эффект, закон излучения Планка и т. д.) Во-вторых, основная модель строения атома (предположение 5 на стр. 422) очень далека от истины. Электроны не погружены в размазанное облако положительного электричества, в котором они совершают нормальные колебания под действием каких-то упругих сил. В действительности они двигаются по орбитам вокруг очень маленького положительно заряженного ядра, испытывая ускорения, не вызывающие излучения, вопреки предсказаниям классической теории (предположение 4 на стр. 419). [c.484]

Чувствительность хорошо адаптированного глаза очень часто иедооценивается. Согласно Гехту [89], энергия, необходимая для получения минимального видимого эффекта глазом, хорошо лдантированным к темноте, составляет 5—8 квантов света. Для получения этого эффекта необходимо, чтобы 54—148 квантов попадали на роговую оболочку глаза, так как значительная часть будет потеряна прежде, чем свет достигнет зрительного пигмента сетчатки. Для получения различимых зерен серебра на фотопластинке необходимо 50—100 квантов света [90]. Чтобы освободить фотоэлектрон из светочувствйтельного слоя, необходимо 15—20 квантов для создания же заметного постоянного фотоэлектрического тока требуется 100 ООО квантов/сек. (стр. 285). [c.231]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология