Квантовая теория внешнего фотоэффекта

1. Гипотеза Макса Планка
2. Теория фотоэлектрического эффекта
3. Теория Альберт Эйнштейна
4. Фотоэффект и его законы

В XX столетии в физике, а также в научных направлениях взаимосвязанных со средой обитания, произошли существенные и серьезные преобразования. По завершению XIX столетия физика, в основании которой была электродинамика Максвелла-Герца и ньютоновская механика, выглядела в полной мере цельной. В начале XX столетия Уильям Томсон, лорд Кельвин, британский физик и механик, в лекциях, которых он читал в Балтиморском университете, отметил две, не взаимосвязанные друг с другом, группы явлений.

За базовую основу исследования был принят негативный итог эксперимента, проведенного американским физиком Альбертом Абрахамом Майкельсоном. Осуществление эксперимента намечалось для разрешения всех разногласий в проблематике захватывающего эфира.

Две группы явлений, несвязанные друг с другом, не было возможности применить в традиционной теории электромагнитного поля, рассматривая их влияния на атом. Первая группа явлений взаимосвязана с установкой в эксперименте двойственности характера световой волны, вторая группа явлений взаимосвязана с отсутствием возможности пояснить традиционными положениями существование атома с определенной устойчивостью, а также спектральные закономерности. Из данных незначительных проблемных вопросов и начала развиваться квантовая механика, которая доказала, что традиционная ньютоновская физика вовсе необязательно обязана использоваться для некоторых явлений.

Гипотеза Макса Планка

Гипотеза, выдвинутая 14.12.1900 г. немецким физиком-теоретиком, основоположником квантовой физики Максом Карлом Эрнстом Людвигом Планком. Данная гипотеза заключалась в том, что при тепловом излучении энергия осуществляет испускание и поглощение не беспрестанно, а определенными квантами (порциями).

Гипотеза Макса Планка предоставила возможность осуществить ввод коэффициента пропорциональности. Каждая порция-квант обладает энергией ε, которая пропорциональна частоте ν излучения:

\(\varepsilon = \hbar\nu\)

где ħ = h / 2π – коэффициент пропорциональности, который впоследствии назван постоянной Планка.

В классической физике не возможности осуществить определение квантового явления. В третьем десятилетии XX столетия выяснилось, что электроны обретают волновые свойства, проявляя дифракции волн, когда волны проходят через кристалл. Со временем выяснилось, что явление огибания волнами препятствий характерно не только электронам, но и всем микроскопическим частицам. Общее перемещение микроскопических частиц выявилось аналогичным волновому движению, а не таким, как движение физического объекта по предположенной траектории.

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип задания Выберите тип заданияКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Явление дифракции несовместно с пониманием о перемещении микрочастиц по траекториям. Во время исследований свойств микроскопических частиц у физиков получилось отыскать убедительные факты, которые указывают на корпускулярно-волновые свойства микроскопических частиц. Экспериментально отмечено, что традиционная физика наблюдала изучаемые объекты как общие электромагнитные волны, имеющие корпускулярные свойства. В ином случае для объектов, которые обладали убедительными свойствами микрочастиц, обнаружились первоочередными волновые свойства.

Теория фотоэлектрического эффекта

Для высвобождения электронов из металла необходимо осуществить передачу металлу энергетического потенциала, который превосходит работу выхода.

Фотоэлектрический эффект считается квантовым явлением. Изучение фотоэффекта заняло особенное место в исследовательских опытах для доказательства квантовой теории.

Возможность фотоэлектрического эффекта для молекулы, конденсированной среды либо атома определена взаимосвязью электрона с окружением. Эта взаимосвязь трактуется в атоме энергетическим потенциалом ионизации. Есть смысл отметить, что закон сохранения энергии при фотоэлектрическом эффекте в этой ситуации отражается отношением А. Эйнштейна.

Теория Альберт Эйнштейна

Теоретическое пояснение этому явлению научной общественности предоставил известный физик-теоретик Альберт Эйнштейн. За это ему вручили Нобелевскую премию.

Используя гипотезу Планка, Альберт Эйнштейн предложил теорию, что световые лучи поглощаются порциями (квантами), и сумел пояснить взаимосвязь скорости всех вытесненных электронов с общей длиной волны излучения.

Теория фотоэлектрического эффекта Альберта Эйнштейна с высокой точностью соответствовала экспериментальным данным, что позднее подтвердили опыты американского физика Роберта Милликена.

Деятельность Альберта Эйнштейна имела принципиальную значимость для формирования непосредственно квантовой оптики и квантовой механики.

Фотоэффект и его законы

Законами фотоэлектрического эффекта являются следующие:

1. Количество фотоэлектрических электронов пропорционально всеобщей интенсивности светового излучения.
2. В то же время, самая большая кинетическая энергия фотоэлектрических электронов находится вне зависимости от интенсивности светового излучения. Необходимо отметить, что кинетическая энергия фотоэлектрических электронов прямо пропорциональна всеобщей частоте светового излучения.
3. Для вещества присутствуют предельные величины длины и частоты световой волны. Данные значения отвечают пределам нахождения фотоэлектрического эффекта. Световой излучение с большей длиной и меньшей частотой волны фотоэлектрического эффекта не производит.

Внешний фотоэффект впервые наблюдал и дал описание немецкий физик Генрих Рудольф Герц в 1886 году. Фотоэлектрический эффект как независимое физическое явление в полной мере исследовал, начиная с 1888 года русский физик Александр Григорьевич Столетов.

Плоский конденсатор, где первая пластина была медная сетка, а другая была цинковой пластиной, была подключена через гальванометр и батарею аккумулятора. В ходе подсвечивания отрицательно заряженной пластины появлялся электроток, его именуют фотоэлектрическим током. На базе собственных экспериментов Александр Григорьевич Столетов произвел следующие выводы:

• Самое большое влияние осуществляют ультрафиолетовые лучи;
• Сила фотоэлектрического тока растет пропорционально освещения пластины;
• Под воздействием волны света металл утрачивает отрицательно заряженные частицы.

Эмпирическое изучение фотоэлектрического эффекта в металлах доказало, что аналогичное явление находится в зависимости от химического характера металла, в том числе от поверхностного его состояния. Очень малая поверхностная загрязненность металла в существенной мере воздействует на эмиссию электронов под всеобщим воздействием световых лучей.

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип работы Выберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Экспериментально определены такие положения:

1. Количество фотоэлектрических электронов, вырывающихся из катода пропорционально интенсивности потока света.
2. Изначальная скорость фотоэлектрических электронов устанавливается световой частотой и находится вне зависимости от интенсивности.
3. Для всех веществ присутствует красная граница фотоэлектрического эффекта либо минимальная световая частота v0, где вероятен фотоэлектрический эффект. Значение v0 находится в зависимости от природы вещества, в том числе от его поверхностного состояния.