Фотоэффекта интенсивность

Существуют внутренний и внешний фотоэффекты. Внутренний фотоэффект сопровождается изменением или подвижности, или концентрации носителей заряда в диэлектриках и полупроводниках и положен в основу действия вентильных фотоэлементов и фотосопротивлений. Внешний фотоэффект сопровождается эмиссией электронов с поверхности материала, из которого изготовлен фотокатод фотоэлемента. Приложение напряжения и облучение фотокатода вызывает появление в цепи тока, который прямо пропорционален интенсивности света при определенных ее значениях. Характеристики некоторых типов фотоэлементов приведены в табл. И. [c.145]

В конце XIX в. стало ясно, что при помощи классической механики невозможно объяснить многие экспериментальные факты, относящиеся к поведению атомных систем. Мы уже ссылались на теплоемкости газов в гл. 9. В 1900 г. Планк при выводе уравнения для интенсивности излучения абсолютно черного тела предположил, что электромагнитное излучение квантовано. Идея Планка о квантовании была использована в 1905 г. Эйнштейном при интерпретации фотоэффекта и в 1924 г. де Бройлем для предсказания волновых свойств частиц. В 1913 г. Бор развил свою теорию строения атома водорода. В 1926 г. Гейзенберг и Шредингер разработали квантовую механику. Квантовая механика имеет очень большое значение для понимания химии. [c.363]

Рис. 171. Схема регистрацш внешнего фотоэффекта (а) и зависимость отношена фототока / к интенсивности света I от частоты света ы (6)

Однако концепция волновой природы света не позволяет интерпретировать некоторые явления, такие, как, например, фотоэлектричество если металлическую поверхность подвергнуть действию света с достаточно малой длиной волны (X ниже некоторой предельной величины 01 называемой границей фотоэффекта), то металл начинает испускать электроны. Изучение этого явления показывает, что кинетическая энергия электронов, вырываемых из металлической пластинки, не зависит от интенсивности света, а зависит только от его частоты. Граница фотоэффекта соответствует минимальной частоте света Vo (или максимальной длине волны Х , которая освобождает не обладающие кинетической энергией электроны. Эта граница различна для разных металлов, поскольку она зависит от легкости, с которой электроны могут быть вырваны с поверхности металла. Если частота света выше Vo (или длина волны ниже о)> то электроны, вырванные из металлической пластинки, обладают некоторой кинетической энергией. Однако, согласно классической теории электромагнитных излучений, эта кинетическая энергия должна зависеть от интенсивности света, что находится в противоречии с экспериментальными результатами. В 1900 г. Планк, а затем в 1905 г. Эйнштейн ввели новые понятия, позволяющие, в частности, объяснить и это явление они стали на точку зрения дискретной, т. е. корпускулярной, природы света. Монохроматическое световое излучение проявляется в виде частиц света, названных фотонами. Эти частицы света соответствуют импульсам энергии — квантам. [c.21]

Оказалось, что при изменении интенсивности освещения изменяется только число испускаемых металлом электронов, т. е. сила фототока. Но максимальная кинетическая энергия каждого вылетевшего из металла электрона не зависит от интенсивности освещения, а изменяется только при изменении частоты падающего на металл света. Именно с увеличением длины волны (т. е. с уменьшением частоты ) энергия испускаемых металлом электронов уменьшается, а затем, при определенной для каждого металла длине волны, фотоэффект исчезает и не проявляется даже при очень высокой интенсивности освещения. Так, при освещении красным или оранжевым светом натрий не проявляет фотоэффекта и начинает испускать электроны только прн длине волны, меньшей 590 нм (желтый свет) у лития фотоэффект обнаруживается при еще меньших длинах волн, начиная с 516 нм (зеленый свет) а вырывание электронов из платины под действием видимого света вообще не происходит и начинается только при облучении платины ультрафиолетовыми лучами. [c.42]

В самом деле, электрон в металле связан с атомами металла, так что для его вырывания необходима затрата определенной энергии. Если фотон обладает нужным запасом энергии (а энергия фотона определяется частотой излучения ), то электрон будет вырван, фотоэффект будет наблюдаться. В процессе взаимодействия с металлом фотон полностью отдает свою энергию электрону, потому что дробиться на части фотон не может. Энергия фотона будет частично израсходована па разрыв связи электрона с металлом, частично на сообщение электрону кинетической энергии движения. Поэтому максимальная кинетическая энергия выбитого из металла электрона не может быть больше разности между энергией фотона и энергией связи электрона с атомами металла. Следовательно, при увеличении числа фотонов, падающих па поверхность металла в единицу времени (т. е. при повышении интенсивности освещения), будет увеличиваться только число вырываемых из металла электронов, что приведет к возрастанию фототока, но энергия каждого электрона возрастать не будет. Если же энергия фотона [c.42]

Казалось бы, не могло быть сомнения в волновой природе света, о которой свидетельствовали многочисленные явления дифракции. Однако фото- и комптон-эффекты противоречили этому представлению. Основная особенность фотоэффекта заключается в том, что энергия электрона, вылетающего из металла под влиянием освещения, не зависит от интенсивности света. Оказалось, что энергия этого электрона зависит лишь от частоты падающего на металл света. С классической точки зрения эти закономерности не понятны. Упруго связанный в металле электрон должен был раскачиваться полем света, и энергия, им воспринятая, должна была бы зависеть от интенсивности света. [c.425]

Рентгеновское излучение рассматриваемого интервала длин волн (0,7-2,3 А ), проходя через вещество, рассеивается электронами (доля рассеяния ядрами атомов пренебрежимо мала) или вызывает процессы типа фотоэффекта выбиваются электроны с различных уровней облучаемого образца, а это вызывает появление вторичного рентгеновского излучения. По длине волны и интенсивности вторичного излучения можно определить содержание того или иного элемента в образце, что используется в рентгенофлуоресцентном анализе. При съемке рентгенограмм такое вторичное излучение лишь увеличивает уровень фона, т.е. снижает качество рентгенограмм. Поскольку вторичное излучение и первичное, используемое для съемки, имеют близкие длины волн, применение амплитудных анализаторов для уменьшения влияния вторичного излучения на уровень фона обычно неэффективно. [c.8]

Сила фотоэлектрического тока / прямо пропорциональна интенсивности светового потока /, вызывающего фотоэффект при условии неизменности спектрального состава этого потока (закон Столетова). [c.412]

Пользуясь современными представлениями, можно легко понять особенности фотоэффекта. При увеличении интенсивности света растет число фотонов, тогда как энергия каждого фотона остается неизменной, так как частота осталась прежней. Фотон поглощается полностью и его энергия передается одному электрону. Поэтому число свободных электронов растет, а их кинетическая энергия остается постоянной. [c.22]

Широко используют фотоэлементы, основанные на фотоэффекте. Падающий на приемник свет дает на выходе электрический сигнал, величина которого зависит от интенсивности светового потока. Величина электрического сигнала обычно очень мала и его можно измерить или зарегистрировать только после усиления. Применение радиотехнических методов для усиления электрического сигнала исключает потерю времени на фотометрирование, что обеспечивает очень высокую скорость измерения фотоэлектрическим методом. По скорости измерения этот метод часто превосходит даже визуальный, не говоря уже [c.187]

У всех фотоэлементов с внешним фотоэффектом в определенных условиях наблюдается прямая пропорциональная зависимость между интенсивностью светового потока и силой фототока. Иа рис. 32 приведены кривые зависимости силы фототока от интенсивности светового потока при разных наложенных напряжениях. Как видно из графика, при небольшом наложенном напряжении имеется ясно выраженная прямая пропорциональность, но сила фототока невелика. При увеличении напряжения сила тока значительно возрастает, но участок кривой, на котором соблюдается прямая пропорциональность между силой тока и интенсивностью светового потока, уменьшается. [c.79]

Общий принцип всех систем фотоэлектрических колориметров заключается н том, что поток электромагнитного излучения, прошедший через кювету с раствором или растворителем (раствором сравнения), попадает на фотоэлемент, который превращает энергию излучения в электрическую. Согласно законам фотоэффекта, сила возникающего фототока прямо пропорциональна интенсивности электромагнитного излучения, падающего на фотоэлемент. В связи с этим отношение интенсивностей потоков электромагнитных излучений в математическом выражении закона Бугера может быть заменено отношением фототоков. Таким образом, при фотоэлектрическом определении оптической плотности растворов практически измеряют не ослабление потоков электромагнитного излучения, а значение фототоков, возникающих под действием потока электромагнитных излучений. [c.328]

Важность фотоэффекта стала очевидной, когда Ленард в 1902 г. опубликовал свое исследование, посвященное взаимосвязи между частотой и интенсивностью света, с одной стороны, и числом и кинетической энергией испускаемых электронов,— с другой . Рис. 2.2 иллюстрирует взаимосвязь между частотой и кинетической энергией, приходящейся на один электрон. Пока [c.16]

Корпускулярная интерпретация фотоэффекта очевидна. Каждый фотон, поглощаемый металлом, может вызвать испускание одного электрона при условии, что энергия фотона, переданная электрону, достаточна, чтобы электрон мог покинуть поверх ность металла. С увеличением интенсивности света возрастает число фотонов, но не их энергия. Это приводит к увеличению числа испускаемых электронов, при этом их энергия остается неизменной. [c.18]

Фоторезисторы и вакуумные фотоэлементы имеют наилучшие метрологические характеристики при преобразовании интенсивности света в электрический сигнал. Фоторезисторы могут обеспечить регистрацию небольших световых потоков в широком спектральном диапазоне длин волн падающих фотонов, особенно при охлаждении их до криогенных температур (охлаждаемые болометры). Их недостатком является нелинейность световой характеристики и проявляющаяся иногда инерционность. Вакуумные фотоэлементы имеют линейную световую характеристику, но поскольку в них используется внешний фотоэффект, их чувствительность невелика, а спектральный диапазон работы меньше, что проявляется особенно сильно вблизи красной границы для квантов с малой энергией. Эти свойства обусловливают применение вакуумных фотоэлементов для точных светотехнических измерений. [c.233]

Фотоэлемент с запирающим слоем. В фотоэлементах с запирающим слоем использована способность полупроводников к внут-ренному фотоэффекту. Фотоэффектом в запирающем слое называется возникновение тока под действием света на границе между полупроводником и металлом. Само название этого фотоэффекта обусловлено тем, что на пограничных поверхностях между некоторыми полупроводниками и металлами образуется слой малой толщины (около 10 5—10 см) с большим сопротивлением и выпрямляющим действием. При освещении фотоэлемента кванты световой энергии, взаимодействуя с атомами полупроводника, передают электронам энергию, достаточную для того, чтобы оторвать их от атомов и сообщить им кинетическую энергию. Фотоэлектроны из полупроводника через запирающий (иногда его называют вентильный ) слой переходят в металл и проходят через гальванометр. Иначе говоря, в цепи фотоэлемента возникает электрический ток, который вызывает отклонение стрелки гальванометра. Величина возникающего фототока зависит от интенсивности освещения и спектрального состава света. При небольших внешних сопротивлениях между силой фототока и интенсивностью светового потока имеется прямо пропорциональная зависимость. В фотоэлектрических колориметрах применяется селеновый фотоэлемент (рис. 1.12). [c.23]

Очень важной является также спектральная чувствительность фотоэлементов, т. е. их чувствительность к свету различных длин волн. Спектральную чувствительность фотоэлементов изображают графически по оси ординат откладывают величину фототока, а по оси абсцисс — длину волны света. Для измерения интенсивности световых потоков в колориметрии применяют два типа фотоэлементов а) основанные на внешнем фотоэффекте (вакуумные фотоэлементы) [c.47]

Величина фотоэффекта увеличивается с увеличением интенсивности светового потока. [c.76]

Фотоэлемент преобразует световую энергию, проходящую через фотометрируемый раствор, в электрическую.. Согласно законам фотоэффекта, сила возникающего фототока прямо пропорциональна интенсивности падающего на фотоэлемент света. Следовательно, отношение интенсивности световых потоков, используемое в выражении основного закона светопоглощения, может быть заменено на равное ему Отношение величин фототоков. Это и используется в фотоколориметрии, где фактически сравнивают не светопоглощение растворов, а величины фототоков. [c.92]

Для этих фотоэлементов общая сила фототока не пропорциональна интенсивности светового потока их спектральная характеристика сильно сдвинута в инфракрасную область спектра. Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом обладают значительной инерционностью и большим температурным коэффициентом. Вследствие этих недостатков фотосопротивления не нашли широкого применения в фотоколориметрии. [c.81]

В 1887 г. считали, что свет является формой волнового движения с энергией, пропорциональной его интенсивности, но не зависящей от частоты. Очевидно, что такая теория не могла объяснить фотоэффект. В 1905 г. Эйнштейн [c.11]

Фотоэлемент с внутренним фотоэффектом или фотосопротивлением обычно выполнен из селена или сернистого таллия, у которых внутренний фотоэффект проявляется наиболее интенсивно. [c.127]

Для каждого вещества существует определенная длина волны (или частота колебаний) света, называемая порогом фотоэффекта, при которой начинает наблюдаться (или исчезать) фотоэффект. Сила возникающего фототока (интегральная чувствительность фотоэлемента) зависит от длины волны падающего на фотоэлемент света и от температуры. По закону Столетова, сила фототока прямо пропорциональна интенсивности падающего на фотоэлемент монохроматического пучка света. [c.92]

И попадают в хорошо проводящую ток металлическую пленку из золота, платины, серебра или меди. Из металлической пленки электроны через гальванометр и железную пластинку возвращаются в первоначальное положение, т. е. в полупроводник. Таким образом, фотоэлемент преобразует световую энергию в электрическую, которая, будучи строго пропорциональна силе света, падающего на фотоэлемент, регистрируется гальванометром. Фотоэлемент позволяет достаточно точно обнаружить уменьшение интенсивности светового потока, вследствие его поглощения окрашенным раствором. В фотоколориметрии наибольшее распространение получили селеновые фотоэлементы [128] с фронтальным фотоэффектом (рис. 33). Чувствительность селенового фотоэлемента к лучам видимой области спектра показана на рис. 34. Селеновые фотоэлементы высокочувствительны, проявляют малую инерционность и хорошие эксплуатационные качества. [c.75]

Форма и интенсивность комптоновского распределения зависят от энергии регистрируемого у-излучения, размеров кристалла, наличия коллиматора и т. д. При <150 кэв комптоновское распределение мало вследствие значительного преобладания сечения фотоэффекта над сечением комптоновского рассеяния и большого вклада многократного рассеяния. С ростом энергии у-квантов возрастает величина комптоновского распределения. На рис. 45 приведены нормированные спектры некоторых у-излучателей различной энергии. Как видно, комптоновское распределение мало для Се (Е., = 145 кэв) и оказывается уже значительным для = 1,12 Мэе). Очевидно, что комптоновское распределение от жесткого у-излучения будет фоном для более мягкого у-излучения, и поэтому оно нежелательно, [c.227]

Для определения оптической плотности применяют фотоколориметры двух типов визуальные и фотоэлектрические. В последних в видимой области света применяют, главным образом, селеновые фотоэлементы (наиболее чувствительные при к = 680 нм) — с внутренним фотоэффектом (см. стр. 270) или, реже, сурьмяно-цезиевые (А, = 480 нм)—с внешним фотоэффектом. Наибольшей точностью отличаются дифференциальные фотоэлектрические приборы, основанные на уравнипанци интенсивности двух световых пучков с номощьво щелевой диафрагмы. [c.177]

Развитие полупроводниковой технологии позволило разработать и изготавливать серийно полупроводниковые приборы для регист рации ионизирующих излучений. Работа полупроводниковых при боров [1, 21] основана на внутреннем фотоэффекте, проявляющем ся в том, что при воздействии излучения изменяется удельная элек трическая проводимость полупроводникового вещества за счет из менения числа носителей зарядов (электронов или дырок), коли чество которых связано с интенсивностью излучения и его энергий Для регистрации ионизирующих излучений используют полупровод никовые резисторы с одним проводящим слоем и устройства с не сколькими слоями, имеющими различные типы проводимости. [c.310]

Явление фотоэффекта, открытое в 1887 г. Герцем и детально исследованное А. Г. Столетовым, состоит в том, что металлы (или полупроводники) при действии на них света испускают электроны. Объяснить фотоэффект исходя из волновой теории света невозможно. Расчет показывает, что ввиду незначительных размеров электрона количество энергии, сообщаемое падающими на него электромагнитными волнами, так мало, что при освещении солнечным светом потребовалось бы облучение по крайней мере в течение нескольких часов для того, чтобы электроны накопили энергию, достаточную для выхода из металла (и то при отсутствии передачи поглощенной электронами энергии атомам). Однако вылет электронов наблюдается сразу же после освещения металла. Кроме того, согласно волновой теории, энергия 3 электронов, испускаемых металлом, должна быть пропорциональна интенсивности падающего света. Однако было установлено, что 3 от интенсивности света не зависит, а зависит от его частоты, увеличиваясь с ростом V возрастание интенсивности приводит лишь к увеличению числа вылетающих из ieтaллa электронов. [c.20]

Применение щелочных металлов. Из щелочных металлов готовят катоды вакуумных и газонаполненных (инертным газом) фотоэлементов с внещним фотоэффектом (рис. 87). В стеклянный баллон, из которого выкачан воздух, впаяна платиновая петля Л, соединенная с положительным полюсом батареи. На внутреннюю поверхность баллона нанесен тонкий слой светочувствительного вещества К, соединенный с отрицательным полюсом батареи (катодом). При освещении катода с него срываются электроны и под действием электрического поля перемещаются к аноду А. Так электрическая цепь замыкается. Чем интенсивнее поток света, тем большей силы ток зарегистрирует гальванометр. [c.338]

Радиац. датчики обычно состоят из чувствит. элемента, воспринимающего измеряемое давление, источника и приемника лучистой энергии и расположенного между ними экрана. Действие датчиков основано на зависимости от давления ннтенснвностн потока, поступающего от источника излучения к приемнику. При изменении давления чувствит. элемент вызывает пропорциональное перемещение экрана, управляющего интенсивностью потока. Нанб. распространены приборы, использующие видимый свет (оптич. датчики) либо проникающее у- или р-излучение. Источники излучения видимого света-лампы накаливания, ртутные точечные лампы высокого давления, лампы тлеющего разряда и др. жестких излучений-рентгеновские трубки, искусств, радиоактивные в-ва. Приемники видимого излучения - вакуумные и газонаполненные элементы с внеш. фотоэффектом, фотосопротивления, вентильные фотоэлементы с фотоумножителями жестких излучений - ионизац. камеры, счетчики Гейгера-Мюллера, пропорциональные, сцинтилляц. и кристаллич. счетчики. [c.646]

Все фотометрические методы можно разделить на две группы визуальные и фотоэлектроколориметрическне. Методы, в которых интенсивность потока лучистой энергии оценивается с помощью глаза, называются визуальными. В фо-тоэлектроколориметрических методах в качестве приемника и анализатора лучистой энергии используют фотоэлемент, сила фототока в котором согласно законам фотоэффекта пропорциональна интенсивности падающего на него света. Поток лучистой энергии, прошедший через поглощающий раствор, попадает на фотоэлемент, который превращает лучистую энергию в электрическую. Сила тока, возникающего при этом, измеряется с помощью гальванометра. [c.33]

Вакуумный с кислородно-серебряно-цезиевым катодом фотоэлемент Ф-5, используемый для регистрации красной флуоресценции, принадлежит к группе фотоэлементов с внешним фотоэффектом. Такие фотоэлементы в наибольшей мере подходят для фотохимических исследований выходной ток фотоэлементов, почти линейно зависит от интенсивности монохроматического пучка света й широком интервале интенсивйостей. Эти фотоэлементы достаточно устойчивы, фактически не зависят от температуры и обыкновенно безынерционны относительно изменений интенсивности света. [c.202]

Кеннеди, Ритчи и Маккензи [128] изучали фотоэффекты в системе кислород — двуокись титана и указали на протекание Б этом случае фотоадсорбции. Поглощение кислорода при 25° было обратимым и покрытие достигало величины примерно в один монослой. Было найдено, что соблюдается параболический закон и что скорость пропорциональна интенсивности света. Наиболее активным оказалось излучение ртутной дуги при [c.361]

Среди большого многообразия фотоэлектронных приборов с внешним и внутренним фотоэффектом наиболее распространены фотоэлектронные умножители (ФЭУ). ФЭУ являются высокочувствительными приемниками излучения. Они состоят из фотокатода, системы умножения электронов (динодной системы) и анода. Падающий на фотокатод световой поток вызывает фотоэлектронную эмиссию, пропорциональную интенсивности излучения. С помощью, фокуси- [c.46]

Вентильный фотоэлемент состоит из железной пластинки, на которую нанесен слой полупроводника (селена, закиси меди или сульфида серебра), покрытый тончайшей полупрозрачной пленкой катоднораспыленного металла (золота, платины, серебра или меди). Граница между полупроводником и металлической пленкой образует так называемый запирающий слой, пропускающий ток только в одном направлении—от металлической пленки к полупроводнику (на рис. 6.1 — от золота к селену). При освещении фотоэлемента электроны в полупроводнике, получив дополнительную энергию от квантов падающего света, перескакивают через запирающий слой и попадают в хорошо проводящую ток металлическую пленку из золота, платины, серебра или меди. Из металлической пленки электроны через гальванометр и железную пластинку возвращаются в первоначальное положение, т. е. в полупроводник. Таким образом, 4ютоэлемент преобразует световую энергию в электрическую, которая, будучи строго пропорциональна силе света, падающего на фотоэлемент, регистрируется гальванометром. Фотоэлемент позволяет достаточно точно обнаружить уменьшение интенсивности светового потока, вследствие его поглощения окрашенным раствором. В фотоколориметрии наибольшее распространение получили селеновые фотоэлементы [161] с фронтальным фотоэффектом (рис. 6.1). Чувствительность селенового фотоэлемента к лучам видимой области спектра показана на рис. 6.2. Селеновые фотоэлементы высокочувствительны, проявляют малую инерционность и хорошие эксплуатационные качества. [c.93]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология