Металлы фотоэлектрический эффект

Эти свойства фотоэлектрического эффекта совершенно необъяснимы с позиций классической волновой теории света, согласно которой эффект должен определяться (для данного металла) только количеством энергии, поглощаемой поверхностью металла в единицу времени, но не должен зависеть от типа излучения, падающего на металл. Однако эти же свойства получают простое и убедительное объяснение, если считать, что излучение состоит из отдельных порций, фотонов, обладающих вполне определенной энергией. [c.42]

Степень связанности электрона в данном металле в известной степени характеризуется величиной работы выхода электрона, которая в настоящее время определяется экспериментально (табл. 13). Работой выхода электрона называется количество энергии, которое необходимо для выделения электрона из металла. Она определяется измерением наименьшей энергии электромагнитных колебаний, способных выделять электроны из данного металла (фотоэлектрический эффект), или измерением температуры, при которой начинается самопроизвольное выделение металлом электронов термоэлектронная эмиссия). Но измеряемая таким путем работа выхода электрона определяет количество энергии, необходимое для выделения электрона с поверхности металла, и не равна энергии связи электрона внутри металла. Работа выхода электрона не равна и потенциалу ионизации свободных атомов, а меньше него примерно на 2—5 эв (в частности, вследствие кинетической энергии, присущей электрону в металле). [c.136]

Непрозрачность металлов также обусловлена присутствием в кристаллической решетке (а также и в расплаве) свободных электронов. Подвижные электроны в металле гасят световые колебания, превращая их энергию в теплоту или, в определенных условиях, используя ее для высвобождения электронов с поверхности металла (фотоэлектрический эффект). Как известно, металлический блеск объясняется тем, что металлы отражают большую долю падающего на них света. Интенсивность блеска определяется долей поглощаемого света. Наиболее ярко блестят палладий и серебро. Большинство металлов почти полностью отражает свет всех длин волк спектра, в связи с чем они имеют белый или серый цвет. И только некоторые металлы (медь, золото, цезий) поглощают зеленый или голубой свет сильнее, чем свет других длин волн, в связи с чем они окрашены в желтый или даже красный цвет. Этим объясняется способность всех металлов полностью отражать радиоволны, которая используется для обнаружения различных металлических объектов с помощью радиоволн (радиолокация). [c.221]

Она определяется измерением наименьшей энергии электромагнитных колебаний, способных выделять электроны из данного металла фотоэлектрический эффект), или измерением темпера- [c.130]

Непрозрачность металлов также обусловлена присутствием свободных электронов. Свет проходит через прозрачные вещества (которые никогда не проводят электрический ток, т. е. через неметаллы, соли, ковалентные соединения) без потери энергии за счет упругих колебаний электронов атомных, молекулярных или ионных оболочек. Подвижные электроны металлов гасят световые колебания, превращая их энергию в тепло или в определенных условиях используя ее для высвобождения электронов с поверхности металла (фотоэлектрический эффект, стр. 71). Графит имеет черный цвет, поскольку в его решетке существуют подвижные электроны (появляющиеся в результате сопряжения связей между атомами), но движение электронов ограничивается двухмерными плоскостями кристалла (см. стр. 121). [c.576]

В 1902 г. немецкий физик Филипп Эдуард Антон Ленард (1862—1947), работавший раньше ассистентом в лаборатории Герца, показал, что фотоэлектрический эффект вызывается эмиссией электронов из металла. [c.150]

Цезий и рубидий применяются для изготовления фотоэлементов. В этих приборах, преобразующих лучистую энергию в энергию электрического тока и основанных на явлении фотоэлектрического эффекта (см. 23), используется способность атомов цезия и рубидия отщеплять валентные электроны при действии на металл лучистой энергии. [c.564]

Фотоэлектрический эффект характерен для многих металлов, причем металлы испускают электроны под действием света даже в отсутствие электрического тока или электрического заряда в непосредственной близости от них. Этот факт дал повод предполагать, что атомы металлов (а возможно, и атомы вообще) содержат электроны. [c.150]

В 1905 г. Альберт Эйнштейн (1879-1955) привел еще один пример квантования энергии, когда он сумел успешно объяснить фотоэлектрический эффект. Так называется явление выбивания электронов из поверхности металлов под действием света. (Фотоэлектрический эффект используется в фотоэлементах, которыми оборудованы хорошо известные всем автоматы-пропускники в метро, срабатывающие в результате изменения фототока.) Важной особенностью фотоэлектрического эффекта является то, что для каждого металла существует минимальная частота света, ниже которой не происходит испускания электронов независимо от того, насколько велика интенсивность пучка света. Классическая физика была не в состоянии объяснить, почему самые интенсивные пучки красного света не могут выбивать электроны из некоторых металлов, хотя это достигается очень слабыми пучками синего света. [c.338]

Какое из следующих утверждений относительно фотоэлектрического эффекта неверно а) При облучении светом поверхности металла электроны не выбиваются из него до тех пор, пока частота света не превзойдет некоторого порогового значения, б) Если свет имеет частоту выше пороговой, то чем больше интенсивность света, тем больше скорость выбиваемых фотоэлектронов, в) Если свет имеет частоту выше пороговой, то чем меньше длина волны света, тем больше скорость испускаемых электронов, г) Если свет имеет частоту выше пороговой, то чем больше интенсивность света, тем больше число электронов, испускаемых в единицу времени. [c.379]

Фотоэмиссионные детекторы основаны на фотоэлектрическом эффекте, который представляет собой испускание электронов щелочными металлами (цезий, натрий и калий), на которые попадает световая энергия. Такой фотоэлектрический детектор называется фотоэлементом (рис. 10.29. Катод покрывается одним из указанных выше щелочных металлов. Фотон с энергией Е = h ударяет катод и вызывает испускание электрона. Если электростатический потенциал между катодом и анодом положителен, то электроны направляются к аноду и ток регистрируется, амперметром. [c.175]

Квантовые представления в короткий срок были успешно применены во многих областях физики. В частности, явление фотоэлектрического эффекта, изученное А. Г. Столетовым (1888), и обратное ему явление — излучение электромагнитных колебаний ыри бомбардировке металлов электронами, как было показано Эйнштейном (1905), хорошо объясняются на основе квантовых представлений. [c.29]

Для объяснения резкого усиления нормального фотоэлектрического эффекта металла под влиянием адсорбции молекул воды, а также молекул аммиака Зурман [53] принимает, что при хемосорбции этих молекул возникают аналогичные координационные связи. При этом образуются диполи, направленные своими положительными концами от поверхности, вследствие чего уменьшается работа выхода электрона и, следовательно. [c.50]

I,Энергию, необходимую для выхода электронов из металла, можно сообщить различными способами, например действием света (фотоэлектрический эффект), нагревом (термоэлектронная эмиссия) или сильным электрическим полем (холодная эмиссия). Первое явление мы обсудили в гл. VHI, второе и третье рассмотрим ниже. [c.452]

Фотоэлектрическим эффектом называется испускание металлом электронов под действием падающего иа него света. Это явление было подробно изучено в 1888—1890 гг. А. Г. Столетовым. Схема установки для измерения фотоэффекта изображена на рис. 2.3. Если поместить установку в вакуум и подать на пластинку М отрицательный потенциал, то тока в цепи наблюдаться не будет, поскольку в пространстве между пластинкой и сеткой нет заряженных частиц, способных переносить электрический ток. Но при освещении пластинки источником света гальванометр обнаруживает возникновение тока (называемого фототоком), носителями которого служат электроны, вырываемые светом из металла. [c.42]

Мерой связанности электрона в решетке металла служит определяемая экспериментально работа выхода электрона. Работой выхода электрона называется количество энергии, которое необходимо затратить для удаления электрона из металла. Эта величина может быть определена измерением наименьшей частоты (энергии) волн света, обеспечивающей выделение электронов из кристалла (фотоэлектрический эффект) или измерением минимальной температуры, при которой происходит выход электронов из металла (термоэлектронная эмиссия). Работа выхода электрона обычно на 2—5 эВ меньше энергии ионизации свободных атомов, так как включает кинетическую энергию электронов в кристалле. [c.183]

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]

Классическая теория не смогла объяснить экспериментальные наблюдения для фотоэлектрического эффекта. Эйнштейн же с большим успехом воспользовался квантовой гипотезой Планка. В соответствии с квантовой теорией, когда фотон падает на поверхность металла, он передает свою энергию электрону на этой поверхности. Электрон затем вылетает с металлической поверхности, обладая кинетической энергией, равной энергии падающего фотона за вычетом энергии, необходимой для отрыва его от поверхности. Так как энергия фотона равна /iv, то выражение для энергии фотоэлектрона имеет вид [c.23]

Фотоэлектрический эффект. В любом металле имеются свободные электроны. Они могут перемещаться внутри куска металла, не выходя за его пределы. Для вырывания свободных электронов из металла необходимо совершить определенную работу, которую называют работой выхода. Она не одинакова для разных металлов. [c.21]

При падении светового пучка на металл энергия световой волны передается свободным электронам. За счет этой дополнительной энергии некоторые электроны могут вылетать из металла. Это явление и называют фотоэлектрическим эффектом или просто фотоэффектом. [c.21]

Фотоэлектрический эффект, т. е. свойство металлов выбрасывать электроны под действием электромагнитных волн, обусловлен тем, что валентные электроны слабо удерживаются атомами. Чем слабее связаны эти электроны в атоме, тем меньше энергии требуется для их отрыва. Поэтому фотоэлектрический эффект лучше всего выражен у металлов 1А-подгруппы. способных излучать электроны не только под действием ультрафиолетовых лучей, но также лучей видимого света. [c.259]

С позиций феноменологической теории под фотоэлектрическим эффектом понимается явление вырывания электронов с поверхности металла при его освеш,ении (рис. 171), т. е. в результате воздействия электромагнитным излучением. Родственным является [c.412]

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 фотонов, обладающих энергией к, и что энергия каждого фотона при поглощении света металлом полностью переходит в энергию фотоэлектрона. Однако для выхода электрона из металла надо затратить некоторое количество энергии. Это количество энергии можно обозначить [c.67]

В рентгеновской трубке электроны, испускаемые катодом, ускоряются под действием налагаемой разности потенциалов V. Их кинетическая энергия становится тогда равной количеству энергии eV. Когда такой движущийся с большой скоростью электрон ударяется об анод, он быстро снижает свою скорость, возможно, даже до нулевой. Если его скорость становится равной нулю, то вся его энергия eV превращается В рентгеновское излучение (свет) с энергией hv и соответствующей частотой V. Частоту такого излучения можно, следовательно, рассчитать по уравнению фотоэлектрического эффекта eV=hv (энергией ионизации металла Ei можно в данном случае пренебречь, поскольку она мала по сравнению с другими величинами). Если при замедлении электрона скорость его не падает до нуля, то частота испускаемого рентгеновского излучения будет несколько меньше предельного значения. [c.69]

МОЖНО представить себе, что фотон, соударяющийся с атомом металла, должен обладать достаточной энергией, чтобы заставить электрон покинуть атом. Электрон вылетает из атома, обладая некоторым количеством кинетической энергии. Баланс энергии при фотоэлектрическом эффекте описывается уравнением Эйнштейна [c.66]

Зонная модель позволяет также объяснить присущий всем металлам специфический блеск. Электроны металлического кристалла способны поглощать световую энергию, переходя на более высокие энергетические уровни в валентной зоне или в зоне проводимости, после чего они сразу же испускают свет, возвращаясь на более низкие уровни. Наличие большого числа чрезвычайно близких энергетических уровней приводит к тому, что свет, падающий на металлический кристалл, практически полностью отражается им. Это и объясняет, почему все металлы имеют характерную зеркально-серебристую поверхность. При облучении металла светом с достаточно большой энергией (частотой) электроны могут полностью отрываться от его поверхности. Это явление получило название внешнего фотоэлектрического эффекта. [c.391]

Испускание электронов с поверхности металлов под действием света называется фотоэлектрическим эффектом. Энергию испущенных электронов можно определить при помощи схемы, показанной на рис. 12.3. [c.366]

Здесь V — напряженность поля, которое необходимо для того, чтобы прекратить фотоэлектрический ток. Опыт со всей убедительностью показывает, что для каждого металла существует характеристическая пороговая частота V,, и свет с меньшей частотой уже не может вызвать фотоэлектрического эффекта. Так, например, для щелочных металлов активным является видимый свет, но для большинства других элементов требуется излучение ультрафиолетовой области спектра (более высокой частоты). Электроны освобождаются одновременно с освещением, п их число пропорционально интенсивности света. При этом скорость электронов не зависит от интенсивности, а прямо пропорциональна квадратному корню пз частоты падающего света. Большинство такого рода фактов нельзя объяснить с точки зрения классической электромагнитной теории света, согласно которой между освещением и освобождением электронов должен проходить определенный промежуток времени, а скорость электронов должна быть пропорциональной интенсивности падающего света. Несоответствие классической теории с опытом привело Эйнштейна [16] к заключению, что фотоэлектрический эффект является [c.100]

После открытия электрона Дж. Томсон стал искать его место в атоме. К тому времени уже был известен фотоэлектрический эффект, открытый русским физиком А. Г. Столетовым и немецким физиком Г. Герцем. Этот эффект заключался в увеличении тока в зазоре между электродами после облучения катода видимым или ультрафиолетовым светом. Ученик Г. Герца Ф. Ленард предположил в 1902 г., что фотоэлектрический эффект вызывается эмиссией электронов из металла. [c.68]

Самое замечательное свойство цезия — его исключительно высокая активность. По чувствительности к свету он превосходит все другие металлы. Цезиевый катод испускает поток электронов даже под действием инфракрасных лучей с длиной волны 0,80 мкм. Кроме того, максимальная электронная эмиссия, превосходящая нормальный фотоэлектрический эффект в сотни раз, наступает у цезия при освещении зеленым светом, тогда как у других светочувствительных металлов этот максимум проявляется лишь при воздействии фиолетовых или ультрафиолетовых лучей. [c.95]

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]

Возникающий вследствие этого элек1 рический двойной слой, ориентированный своей положительной стороной к металлу, увеличивает работу выхода электрона из последнего настолько сильно, что видимый свет уже не может вызвать испускания электронов из металла. Если после сформирования такого мономолекулярного слоя откачать избыточный водород и нагреть металл до комнатной температуры, то наступают изменения структуры поверхности, которые способствуют появлению высокой фотоэлектрической чувствительности. Такой же сильный фотоэлектрический эффект имеет место, если поглощение атомарного водорода калием происходит при комнатной температуре. [c.103]

Фотоэлектрический эффект, наблюдаемый при комнатной температуре, линейно растет с количеством хемосорбированных атомов водорода до максимума, после чего величина этого эффекта снова падает и становится меньще, чем на чистом металле (см. рис. 22). Указанный максимум достигается при погло-нгении калием такого количества водорода, которое как раз необходимо для образования одного мономолекулярного слоя хемосорбированных молекул гидрида. Следовательно, при комнатной температуре в дополнение к первому слою, по-видимому, адсорбируется второй слой. [c.103]

Фотоэлектрический эффект (Гальвакс, Столетов, 1888 г.) также связан с квантовыми явлениями. Облучение некоторых металлов светом в коротковолновом диапазоне освобождает элементарные частицы, которые можно идентифицировать как электроны. Оказывается, что кинетическая энергия освободившегося электрона зависит не от интенсивности излучения, а от частоты света, а именно [c.25]

В периодической системе элементов к металлам относят элементы I, II и III групп, кроме В, элементы IV группы, кроме С и 51, V группы, кроме Ы, Р, Аз, элементы побочных подгрупп VI, VII, VIII группы, а также лантаноиды и актиноиды, т. е. в периодической системе подавляющее большинство элементов (около 80%) —металлы. Металлы в реакциях окисления — восстановления проявляют восстановительные свойства, отдавая свои электроны, переходят в положительно заряженные ионы. Отрицательно заряженных ионов они не образуют. Отрыв наружных электронов у атомов металлов может быть осуществлен не только в ходе химических реакций, но и в процессе термоэлектронной эмиссии — испускания электронов нагретыми телами в результате теплового возбуждения электронов в этих телах — и фотоэлектрического эффекта (или фотоэффекта), когда под действием освещения происходит выход электронов из металлов. Металлы при этом заряжаются положительно. [c.85]

Фотоэлектрический эффект. Другое доказательство получено при исследовании энергий электроноп, испускаемых металло.м, когда он облучается светом различной частоты. Свойства этого фотоэлектрического эффекта совершенно отличаются от ожидаемых на основании классической теории. Важное значение для настоящего доказательства имеют три наблюдения [c.429]

Эти наблюдения являются веским доказательством в пользу того, что фотоэлектрический эффект связан с тe.vl, что электрон ио-пытывае столкновение с локализованным снарядом , несущим достаточное количество энергии, чтобы выбить его из металла. Еслн предположить, что свет несет энергию в виде сгустков / -, то сохранение энергпи требует, чтобы кинетическая эиергия испускаемого электрона подчинялась соотношению J [c.429]

Основным уравненнем лля фотоэлектрического эффекта япляется уравненпе (13.2.4). Работа выхода для цезия равна 2,14 эВ. Каковы кинетическая энергия 11 скорость электронов, испускаемых прн облученин металла светом с длиной волны а) 700 н.м и б) 300 нм [c.469]

На рис. 4 приведена схема установки Милликена для изучения фотоэлектрического эффекта. Металлический литий, натрий и калий помещали на грани зубчатого колеса , которое могло вращаться при помощи электромагнита так, что каждый металл по очереди подводился в требуемое положение. Чтобы сохранить поверхность металла чисто11, применяли нож Р, которым срезали тонкий слой легко окисляющихся металлов. Использованный в опытах цилиндр Фарадея был изготовлен из меди. Для меди предельная длина волны Х(,=2688 А. Для щелочных металлов она значительно больше (для натрия, например, 6800 А). Поэтому иод действием видимого света электроны испускались только щелочными металлами. Если сопоставить эксиеримеитально найденную численную величину тангенса угла наклона прямой (равную е/к) с принятым значением заряда электрона, то можно установить, что к равно 6,589-10 эрг-сек, что согласуется со значениями к, получепными другими методами. Данные для цезия (vo =4,39-Ю ) приведены на рис. 5. [c.101]

Наличие в металлах свободных электронов обусловливает их специфические физические свойства электропроводность, теплопроводность, непрозрачность и блеск (отражательная способность). Электроны, свободно передвигаясь в металле, не могут выйти наружу из-за потенциального барьера. Для преодоления электроном этого барьера необходимо затратить работу. Если при этом затрачивается лучистая энергия, то эффект отрыва электрона вызывает так называемый фотоэлектрический эффект. Аналогичный эффект наблюдается и у го-меополярных соединений. Вырванный из молекулярной орбиты электрон, оставаясь внутри кристалла, обусловливает у последнего металлическую проводимость (внутренний фотоэлектрический эффект). В нормальных же условиях (без облучения) такие соединения не являются проводниками электрического тока ни в кристаллическом, ни в расплавленном состояниях. [c.244]

Фотоэлемента.чш называются такпе приборы, в которых происходит превращение световой энергип в электрическую. Суищость действия их заключается в том, что под влиянием световых лучей проис-кодит вырывагше электронов пэ металлов. Это явление принято называть фотоэлектрическим эффектом (сокращенно фотоэффектом). [c.181]