Подготовьтесь к сдаче ЕГЭ интересно и эффективно!
Квантовая теория фотоэффекта Эйнштейна: краткое объяснение
339

Квантовая теория фотоэффекта Эйнштейна: краткое объяснение

Содержание:





Теория фотоэффекта описывает взаимодействие электромагнитного излучения в видимом для человеческого глаза спектре и смежных с ним. Она объясняет, как фотоны – носители электромагнитной волны – передают энергию электронам материи. Разберёмся, что такое квантовая теория фотоэффекта Эйнштейна. Расскажем, как учёный объяснил это явление. 

Квантовая теория фотоэффекта Эйнштейна: краткое объяснение

Понятие фотоэффекта: кратко и понятно о сложном

Фотоэлектрический эффект – выбивание электронов из материи фотонами. Основной вклад в изучение фотоэффекта внёс один из основателей русской физики А. Столетов. Он выяснил, какое число электронов из разных веществ выбивается фотонами. Учёный открыл закон зависимости их энергии и явление, названное красной границей фотоэффекта – когда при возрастании напряжения фототок не растёт – происходит насыщение. Показал, что при освещении металла электроны покидают его с задержкой порядка наносекунд (10-9).

Квантовая теория фотоэффекта Эйнштейна: краткое объяснение

Спустя месяцы исследований Столетов открыл законы фотоэффекта о:

  • Пропорциональности силы фототока и насыщении.
  • Снижении предельной скорости электрона при увеличении длины волны.

Генрих Герц, работая независимо, открыл неизвестное явление, вследствие названное фотоэффектом. Он наблюдал облегчение прохождения искры при освещении цинковых разрядников ультрафиолетовым светом. 

Полученные Столетовым результаты не объяснялись существующими на то время теориями. После публикации работ английские физики показали механизм явления – отрывание электронов из оболочек с последующим их выходом из вещества. 

Один из учёных в начале XX века демонстрировал силу фотоэффекта военным, за несколько минут проделав отверстие в броне танка, используя силу света.

Немецкий физик начала XX века, специализирующийся на теоретических основах науки, Макс Планк предположил, что электромагнитная энергия передаётся не непрерывно, а пучками, квантами. Каждая порция обладает собственным потенциалом, величина которого зависит от частоты колебания электромагнитной волны.

Альберт Эйнштейн объяснял фотоэлектрический эффект как поток частиц света, названных фотонами. Каждая из них несёт определённую энергию, которую определил ещё Планк. При поглощении фотона электроном его энергия растёт, и её становится достаточно, чтобы покинуть вещество. Работа физика базировалась на исследованиях и открытиях десятка учёных из Российской империи и ряда европейских стран. Квантовая теория Эйнштейна применяется для описания механизма явления и спустя 115 лет, хотя у учёных к ней есть немало вопросов и замечаний.

Фотоэффект широко применяют в технике. На нём основана ламповая электроника и вся фототехника, например, средства автоматизации процессов на производстве с применением фотоэлементов. Без фотоэлектрического эффекта не обходятся на космических станциях, при запуске спутников, создании солнечных батарей.

Поделитесь в социальных сетях:
27 марта 2022, 15:08


Как вы считаете, материал был полезен?

Для оценки комментариев необходимо «войти на сайт».
×
×