เขาเสนอสมมติฐาน: แสงถูกปล่อยออกมาและดูดซับในส่วนที่แยกจากกัน - ควอนตัม (หรือโฟตอน) พลังงานของโฟตอนแต่ละอันถูกกำหนดโดยสูตร อี= ชม ν , ที่ไหน ชม -ค่าคงที่ของพลังค์เท่ากับ 6.63 10 -34 J. วิ ν - ความถี่ของแสง สมมติฐานของพลังค์อธิบายปรากฏการณ์หลายประการ: โดยเฉพาะอย่างยิ่งปรากฏการณ์ของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกซึ่งค้นพบในปี พ.ศ. 2430 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Heinrich Hertz และศึกษาการทดลองโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย A.G. Stoletov
เอฟเฟกต์ภาพถ่าย — นี่คือปรากฏการณ์การปล่อยอิเล็กตรอนโดยสสารภายใต้อิทธิพลของแสง
จากการวิจัยพบว่ามีการสร้างกฎสามประการของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริค:
1. ความแรงของกระแสอิ่มตัวเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเข้มของการแผ่รังสีแสงที่ตกกระทบบนพื้นผิวของร่างกาย
2. พลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนจะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงกับความถี่ของแสงและไม่ขึ้นอยู่กับความเข้มของแสง
3. หากความถี่ของแสงน้อยกว่าความถี่ขั้นต่ำที่กำหนดสำหรับสารที่กำหนด เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคจะไม่เกิดขึ้น
การพึ่งพาโฟโตปัจจุบันกับแรงดันไฟฟ้าแสดงในรูปที่ 36
ทฤษฎีเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกถูกสร้างขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน เอ. ไอน์สไตน์ ในปี 1905 ทฤษฎีของไอน์สไตน์มีพื้นฐานมาจากแนวคิดเกี่ยวกับฟังก์ชันการทำงานของอิเล็กตรอนจากโลหะและแนวคิดเรื่องการแผ่รังสีควอนตัมของแสง ตามทฤษฎีของไอน์สไตน์ เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกมีคำอธิบายดังต่อไปนี้: โดยการดูดซับควอนตัมแสง อิเล็กตรอนจะได้รับพลังงาน hv.เมื่อออกจากโลหะพลังงานของอิเล็กตรอนแต่ละตัวจะลดลงตามจำนวนหนึ่งซึ่งเรียกว่า ฟังก์ชั่นการทำงาน(เอ่อ ออก). ฟังก์ชั่นงานคืองานที่จำเป็นในการเอาอิเล็กตรอนออกจากโลหะ พลังงานสูงสุดของอิเล็กตรอนหลังออกเดินทาง (หากไม่มีการสูญเสียอื่น ๆ ) มีรูปแบบ: mv 2 /2 = hv - เอาต์พุตสมการนี้เรียกว่าสมการไอน์สไตน์ .
ถ้า hν< แต่โฟโตอิเล็กทริคจะไม่เกิดขึ้น วิธี, ขอบเอฟเฟกต์ภาพถ่ายสีแดงเท่ากับ ν นาที =เอาท์พุต /ชม
อุปกรณ์ที่ใช้หลักการของโฟโตอิเล็กทริคเรียกว่า องค์ประกอบภาพถ่ายอุปกรณ์ดังกล่าวที่ง่ายที่สุดคือตาแมวสุญญากาศ ข้อเสียของตาแมวคือ: กระแสต่ำ, ความไวต่ำต่อรังสีคลื่นยาว, ความยากในการผลิต, ความเป็นไปไม่ได้ของการใช้งานในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ใช้ในการวัดแสงเพื่อวัดความเข้มของการส่องสว่าง ความสว่าง การส่องสว่าง ในโรงภาพยนตร์เพื่อสร้างเสียง ในโฟโตเทเลกราฟและโฟโต้โฟน ในการควบคุมกระบวนการผลิต
มีโฟโตเซลล์เซมิคอนดักเตอร์ซึ่งความเข้มข้นของพาหะกระแสไฟฟ้าจะเปลี่ยนไปภายใต้อิทธิพลของแสง พวกมันถูกใช้ในการควบคุมวงจรไฟฟ้าอัตโนมัติ (เช่นในประตูหมุนของรถไฟใต้ดิน) ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับและเป็นกระแสไฟฟ้าที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้ แหล่งที่มาในนาฬิกา เครื่องคิดเลขขนาดเล็ก รถยนต์พลังงานแสงอาทิตย์รุ่นแรกๆ กำลังถูกทดสอบ และใช้ในแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์บนดาวเทียมโลกเทียม สถานีอัตโนมัติระหว่างดาวเคราะห์และวงโคจร
ปรากฏการณ์ของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคเกี่ยวข้องกับกระบวนการโฟโตเคมีที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของแสงในวัสดุถ่ายภาพ
นี่คือชุดวิธีการวัดอุณหภูมิของร่างกายตามกฎของการแผ่รังสีความร้อน อุปกรณ์ที่ใช้สำหรับสิ่งนี้เรียกว่าไพโรมิเตอร์
วิธีการเหล่านี้สะดวกมากในการวัดอุณหภูมิของวัตถุต่างๆ ซึ่งการใช้เซ็นเซอร์แบบสัมผัสแบบเดิมเป็นเรื่องยากหรือเป็นไปไม่ได้เลย สิ่งนี้ใช้กับการวัดอุณหภูมิที่สูงเป็นหลัก
ในเชิงแสงไพโรเมท อุณหภูมิของร่างกายมีความโดดเด่นดังต่อไปนี้: การแผ่รังสี (เมื่อทำการวัดในช่วงความยาวคลื่นที่กว้าง) สี (เมื่ออยู่ในช่วงแคบ - ช่วงของแสงที่มองเห็นได้) ความสว่าง (ที่ความยาวคลื่นหนึ่ง)
1. อุณหภูมิการแผ่รังสี ทีอาร์ - คืออุณหภูมิของวัตถุสีดำสนิทซึ่งมีความสว่างอันทรงพลัง รเท่ากับความสว่างอันทรงพลัง ฿ของร่างกายที่กำหนดในช่วงความยาวคลื่นที่หลากหลาย
หากเราวัดพลังงานที่ปล่อยออกมาจากวัตถุหนึ่งๆ ต่อหนึ่งหน่วยพื้นผิวในช่วงคลื่นที่กว้างเพียงพอ และเปรียบเทียบค่าของมันกับพลังงานความส่องสว่างของวัตถุสีดำสนิท เราก็จะสามารถคำนวณอุณหภูมิของวัตถุนี้ได้โดยใช้สูตร (11) เช่น
อุณหภูมิที่กำหนดด้วยวิธีนี้ ทีพีจะสอดคล้องกับอุณหภูมิที่แท้จริงค่อนข้างแม่นยำ ตเฉพาะในกรณีที่ร่างกายที่ศึกษามีสีดำสนิท
สำหรับตัวสีเทา สามารถเขียนกฎ Stefan-Boltzmann ได้เป็น
R ม. (T) = α T σT 4 ; ที่ไหน แอลฟา ที< 1.
แทนที่นิพจน์นี้เป็นสูตร (1) ที่เราได้รับ
สำหรับวัตถุสีเทา ค่าของอุณหภูมิการแผ่รังสีจะถูกประเมินต่ำไป ( ทีพี< ต), เช่น. อุณหภูมิที่แท้จริงของวัตถุสีเทาจะสูงกว่าอุณหภูมิการแผ่รังสีเสมอ
2. อุณหภูมิสี ที ซี - นี่คืออุณหภูมิของวัตถุสีดำสนิทซึ่งการกระจายสัมพัทธ์ของความหนาแน่นสเปกตรัมของพลังงานความส่องสว่างของร่างกายนี้และวัตถุดังกล่าวอยู่ใกล้ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในบริเวณที่มองเห็นได้ของสเปกตรัม
โดยทั่วไป ในการกำหนดอุณหภูมิสี ความยาวคลื่น แล 1 = 655 นาโนเมตร (สีแดง), แลมบ์ดา 2 = 470 นาโนเมตร (เขียว-น้ำเงิน) จะถูกเลือก ความหนาแน่นสเปกตรัมของความส่องสว่างของพลังงานของวัตถุสีเทา (หรือวัตถุที่คล้ายกันในคุณสมบัติ) แม่นยำกับค่าสัมประสิทธิ์คงที่ (สัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงแบบเอกรงค์) นั้นเป็นสัดส่วนกับความหนาแน่นของสเปกตรัมของความสว่างของพลังงานของวัตถุสีดำสนิท ดังนั้น การกระจายพลังงานในสเปกตรัมของวัตถุสีเทาจึงเหมือนกับในสเปกตรัมของวัตถุสีดำสนิทที่อุณหภูมิเดียวกัน
หากต้องการทราบอุณหภูมิของร่างกายสีเทาก็เพียงพอที่จะวัดพลังงานได้ ฉัน(แล,T)ที่ปล่อยออกมาจากหน่วยพื้นผิวของวัตถุในช่วงสเปกตรัมที่ค่อนข้างแคบ (ตามสัดส่วน ร(แล,T)) สำหรับคลื่นสองลูกที่ต่างกัน ทัศนคติ ฉัน(แล,T)สำหรับความยาวคลื่นสองค่าจะเท่ากับอัตราส่วนของการพึ่งพา ฉ (แล,T)สำหรับคลื่นเหล่านี้ รูปแบบที่กำหนดโดยสูตร (2) ของย่อหน้าก่อนหน้า:
(2)
จากความเท่าเทียมกันนี้เราสามารถรับอุณหภูมิทางคณิตศาสตร์ได้ ต- อุณหภูมิที่ได้รับในลักษณะนี้เรียกว่าอุณหภูมิสี อุณหภูมิสีของร่างกายที่กำหนดโดยสูตร (2) จะสอดคล้องกับอุณหภูมิสีจริง
อุณหภูมิสีของวัตถุสีเทาซึ่งตรงกับอุณหภูมิสีจริงนั้นสามารถพบได้จากกฎการกระจัดของเวียนนา
3. อุณหภูมิความสว่าง (ฉัน) ของวัตถุบางชนิดคืออุณหภูมิของวัตถุสีดำสนิทซึ่งความหนาแน่นสเปกตรัมของพลังงานความส่องสว่าง f (แลมบ์ดา T) สำหรับความยาวคลื่นเฉพาะใด ๆ เท่ากับความหนาแน่นของสเปกตรัม ความส่องสว่างของพลังงาน r (แลมบ์ดา T) ของวัตถุที่กำหนด ร่างกายสำหรับความยาวคลื่นเดียวกัน
เนื่องจากสำหรับวัตถุที่ไม่ใช่สีดำ ความหนาแน่นสเปกตรัมของพลังงานความส่องสว่างที่อุณหภูมิหนึ่งจะต่ำกว่าของวัตถุสีดำสนิทเสมอ อุณหภูมิที่แท้จริงของวัตถุจะสูงกว่าความสว่างเสมอ
ใช้เป็นไพโรมิเตอร์ความสว่าง ไพโรมิเตอร์ของเส้นใยที่หายไป- หลักการกำหนดอุณหภูมิขึ้นอยู่กับการเปรียบเทียบความสว่างของไส้หลอดร้อนของหลอดไพโรมิเตอร์กับความสว่างของภาพของวัตถุที่กำลังศึกษา ความเท่าเทียมกันของความสว่างที่สังเกตได้ผ่านฟิลเตอร์สีเดียว (โดยปกติการวัดจะดำเนินการที่ความยาวคลื่น λ = 660 นาโนเมตร) ซึ่งพิจารณาจากการหายไปของภาพของไส้หลอดแบบไพโรเมตริกกับพื้นหลังของภาพของวัตถุร้อน ไส้หลอดของหลอดไพโรมิเตอร์ถูกควบคุมโดยลิโน่ และอุณหภูมิของไส้หลอดจะถูกกำหนดจากกราฟหรือตารางการสอบเทียบ
จากการวัดให้เราได้ความสว่างที่เท่ากันของไส้หลอดไพโรมิเตอร์และวัตถุที่กำลังศึกษาและจากกราฟให้กำหนดอุณหภูมิของไส้หลอดไพโรมิเตอร์ ที 1- จากนั้นตามสูตร (3) เราสามารถเขียนได้:
ฉ (แล,T 1)α 1 (แล,T 1) = ฉ (แล,T 2)α 2 (แล, ต 2),
โดยที่ α 1 (แล,ต 1)และ α 2 (แล,ต2)ค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงแบบเอกรงค์ของวัสดุของเส้นใยไพโรมิเตอร์และวัตถุที่กำลังศึกษา ตามลำดับ ที 1และ ที 2- อุณหภูมิของไส้หลอดไพโรมิเตอร์และวัตถุ ดังที่เห็นได้จากสูตรนี้ ความเท่าเทียมกันของอุณหภูมิของวัตถุและไส้หลอดไพโรมิเตอร์จะถูกสังเกตก็ต่อเมื่อค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงแบบเอกรงค์ของพวกมันในบริเวณสเปกตรัมที่สังเกตได้ α 1 เท่ากัน (แล,ต 1)= α 2 (แล,ต2)- ถ้า α 1 (แล,ต 1)> α 2 (แล,ต2), เราจะได้ค่าอุณหภูมิของวัตถุที่ประเมินต่ำไป แต่ในทางกลับกัน เราจะได้ค่าอุณหภูมิที่ประเมินไว้สูงเกินไป
เอฟเฟกต์แสงภายนอกเป็นปรากฏการณ์การปล่อยอิเล็กตรอนโดยสสารภายใต้อิทธิพลของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า เอฟเฟกต์แสงภายในปรากฏการณ์การปรากฏตัวของอิเล็กตรอนอิสระในสาร (เซมิคอนดักเตอร์) ภายใต้อิทธิพลของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเรียกว่าอิเล็กตรอนที่ถูกผูกไว้ (หรือเวเลนซ์) กลายเป็นอิสระ (ภายในสาร) ส่งผลให้ความต้านทานของสารลดลง
กฎของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคภายนอก:
1. ด้วยองค์ประกอบสเปกตรัมของการแผ่รังสีที่คงที่ ความแรงของกระแสอิ่มตัว (หรือจำนวนโฟโตอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาโดยแคโทดต่อหน่วยเวลา) จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับฟลักซ์การแผ่รังสีที่ตกกระทบบนโฟโตแคโทด (ความเข้มของรังสี)
2. สำหรับโฟโตแคโทดที่กำหนด ความเร็วเริ่มต้นสูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอน ดังนั้น พลังงานจลน์สูงสุดของพวกมันจึงถูกกำหนดโดยความถี่ของการแผ่รังสี และไม่ขึ้นอยู่กับความเข้มของมัน
3. สำหรับสารแต่ละชนิด จะมีขีดจำกัดสีแดงของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริค เช่น ความถี่รังสีขั้นต่ำ ν 0 , ซึ่งยังคงสามารถเกิดโฟโตอิเล็กทริคภายนอกได้ โปรดทราบว่าค่า ν 0 ขึ้นอยู่กับวัสดุของโฟโตแคโทดและสภาพพื้นผิว
คำอธิบายผลกระทบของโฟโตอิเล็กทริคภายนอกจากมุมมองของทฤษฎีคลื่นของแสงขัดแย้งกับข้อมูลการทดลอง ตามทฤษฎีคลื่น ภายใต้อิทธิพลของสนามของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในโลหะ การบังคับการสั่นของอิเล็กตรอนในอะตอมเกิดขึ้นพร้อมกับแอมพลิจูดที่มากขึ้น แอมพลิจูดของเวกเตอร์ความแรงของสนามไฟฟ้าของคลื่นก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น อีโอ(และความเข้มของแสง I~E o 2)
ส่งผลให้อิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนที่เข้าและออกจากโลหะได้ เช่น อาจสังเกตเห็นเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกภายนอก ยิ่งสูงควรเป็นความเร็วของอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาเช่น พลังงานจลน์ของโฟโตอิเล็กตรอนควรขึ้นอยู่กับความเข้มของรังสีซึ่งขัดแย้งกับข้อมูลการทดลอง ตามทฤษฎีนี้ การแผ่รังสีความถี่ใด ๆ แต่มีความเข้มสูงเพียงพอควรดึงอิเล็กตรอนออกจากโลหะเช่น ไม่ควรมีขอบสีแดงของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริค
A. Einstein ในปี 1905 แสดงให้เห็นว่าปรากฏการณ์ของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกและกฎของมันสามารถอธิบายได้บนพื้นฐานของทฤษฎีควอนตัมของ M. Planck จากข้อมูลของไอน์สไตน์ แสง (รังสี) ที่มีความถี่ ν ไม่เพียงถูกปล่อยออกมาดังที่เอ็ม พลังค์สันนิษฐานไว้เท่านั้น แต่ยังแพร่กระจายในอวกาศด้วยและถูกดูดซับโดยสสารในส่วนที่แยกจากกัน (ควอนตัม) ซึ่งเป็นพลังงานที่
อี โอ = hν, (1)
ที่ไหน ชม.= 6.626176*10 -34 J × s - ค่าคงที่ของพลังค์
ต่อมามีการเรียกควอนตัมรังสี โฟตอน- ตามข้อมูลของไอน์สไตน์ แต่ละควอนตัมถูกดูดซับโดยอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวเท่านั้น หากพลังงานควอนตัมมากกว่าฟังก์ชันการทำงานของอิเล็กตรอนจากโลหะ เช่น hν >= A ออกจากนั้นอิเล็กตรอนก็สามารถออกจากพื้นผิวโลหะได้ พลังงานควอนตัมที่เหลือจะใช้เพื่อสร้างพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนที่ออกจากสสาร หากอิเล็กตรอนถูกปล่อยออกมาโดยการแผ่รังสีไม่ได้อยู่ที่พื้นผิว แต่ในระดับความลึกหนึ่ง พลังงานส่วนหนึ่งที่ได้รับอาจสูญเสียเนื่องจากการชนกันของอิเล็กตรอนในสสารแบบสุ่ม และพลังงานจลน์ของมันจะน้อยลง ด้วยเหตุนี้ พลังงานของรังสีควอนตัมที่ตกกระทบต่อสสารจึงถูกใช้ไปกับอิเล็กตรอนที่ทำหน้าที่ทำงาน และมอบพลังงานจลน์ให้กับโฟโตอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมา
กฎการอนุรักษ์พลังงานสำหรับกระบวนการดังกล่าวจะแสดงออกมาด้วยความเท่าเทียมกัน
(2)
สมการนี้เรียกว่า สมการของไอน์สไตน์สำหรับเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคภายนอก.
ตามสมการของไอน์สไตน์โดยตรงว่าพลังงานจลน์สูงสุดหรือความเร็วของโฟโตอิเล็กตรอนขึ้นอยู่กับความถี่ของการแผ่รังสี เมื่อความถี่การแผ่รังสีลดลง พลังงานจลน์จะลดลง และที่ความถี่หนึ่งสามารถกลายเป็นศูนย์ได้ สมการของไอน์สไตน์ในกรณีนี้จะมีรูปแบบ
h ν 0 = A ออก
ความถี่ ν 0 ที่สอดคล้องกับความสัมพันธ์นี้จะมีค่าต่ำสุดและเป็นขีดจำกัดสีแดงของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริค จากประการหลังเป็นที่ชัดเจนว่าขีด จำกัด สีแดงของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคนั้นถูกกำหนดโดยฟังก์ชันการทำงานของอิเล็กตรอนและขึ้นอยู่กับลักษณะทางเคมีของสารและสถานะของพื้นผิว ความยาวคลื่นที่สอดคล้องกับขอบสีแดงของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร . เมื่อ< А вых фотоэффект прекращается. Число высвобождаемых вследствие фотоэффекта электронов должно быть пропорционально числу падающих на поверхность вещества квантов излучения, а, следовательно, потоку излучения เอฟ
ด้วยการประดิษฐ์เลเซอร์ ทำให้ได้รับพลังการแผ่รังสีสูง ในกรณีนี้ อิเล็กตรอนหนึ่งตัวสามารถดูดซับสองตัวหรือมากกว่าได้ (ญ)โฟตอน (ยังไม่มีข้อความ = 2…7)ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคแบบมัลติโฟตอน (ไม่เชิงเส้น)สมการของไอน์สไตน์สำหรับเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคแบบมัลติโฟตอนมีรูปแบบดังนี้
ในกรณีนี้ ขอบสีแดงของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคอาจเลื่อนไปทางความยาวคลื่นที่ยาวขึ้น
ธรรมชาติของการพึ่งพาโฟโตปัจจุบัน ฉันเกี่ยวกับความต่างศักย์ระหว่างขั้วบวกและแคโทด คุณ(ลักษณะเฉพาะของโวลต์-แอมแปร์ หรือลักษณะเฉพาะของแรงดันกระแส) ที่ฟลักซ์คงที่ของการแผ่รังสีจนถึงโฟโตแคโทดของรังสีเอกรงค์ดังแสดงในรูปที่ 1 1.
การมีอยู่ของโฟโตกระแสที่แรงดันไฟฟ้า ยู = 0อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าโฟโตอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากแคโทดนั้นมีความเร็วเริ่มต้นที่แน่นอนและดังนั้นพลังงานจลน์จึงสามารถเข้าถึงขั้วบวกได้โดยไม่ต้องมีสนามไฟฟ้าภายนอก เมื่อมูลค่าเพิ่มขึ้น คุณ(ในกรณีของศักยภาพเชิงบวกที่ขั้วบวก) โฟโตปัจจุบันจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นเช่น โฟโตอิเล็กตรอนจำนวนมากขึ้นถึงขั้วบวก
ลักษณะแบนราบของคุณลักษณะแรงดันไฟฟ้าส่วนนี้บ่งชี้ว่าอิเล็กตรอนบินออกจากแคโทดด้วยความเร็วที่ต่างกัน ค่าสูงสุดของโฟโตปัจจุบันเรียกว่ากระแสอิ่มตัว พวกเราบรรลุได้ด้วยค่านี้ คุณซึ่งอิเล็กตรอนทั้งหมดที่ปล่อยออกมาจากแคโทดจะตกลงบนขั้วบวก ความหมาย พวกเรา.กำหนดโดยจำนวนโฟโตอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากแคโทดต่อ 1 วิและขึ้นอยู่กับขนาดของฟลักซ์การแผ่รังสีที่ตกกระทบกับโฟโตแคโทด
หากขั้วบวกมีศักย์ไฟฟ้าเป็นลบ สนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจะยับยั้งการเคลื่อนที่ของโฟโตอิเล็กตรอน สิ่งนี้ส่งผลให้จำนวนอิเล็กตรอนที่ไปถึงขั้วบวกลดลง และส่งผลให้กระแสโฟโตปัจจุบันลดลง ค่าแรงดันไฟฟ้าต่ำสุดของขั้วลบซึ่งไม่มีอิเล็กตรอนตัวใดแม้แต่ตัวที่มีความเร็วสูงสุดเมื่อออกจากแคโทดก็สามารถเข้าถึงขั้วบวกได้เช่น โฟโตกระแสกลายเป็นศูนย์เรียกว่า แรงดันไฟฟ้าล่าช้า U o
ค่าของแรงดันไฟฟ้าหน่วงมีความสัมพันธ์กับพลังงานจลน์สูงสุดเริ่มต้นของอิเล็กตรอนตามความสัมพันธ์
เมื่อคำนึงถึงสิ่งนี้ สมการของไอน์สไตน์ก็สามารถเขียนในรูปแบบได้เช่นกัน
hν = A ออก + eU 0 .
หากเราเปลี่ยนขนาดของฟลักซ์การแผ่รังสีที่ตกกระทบบนแคโทดด้วยองค์ประกอบสเปกตรัมเดียวกัน ลักษณะเฉพาะของแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบันจะมีรูปแบบดังแสดงในรูปที่ 1 2.
หากค่าคงที่ของฟลักซ์การแผ่รังสีองค์ประกอบสเปกตรัมของมันจะเปลี่ยนไปเช่น ความถี่การแผ่รังสี ลักษณะเฉพาะของแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบันจะเปลี่ยนไป ดังแสดงในรูปที่ 3
คุณ 0 0 คุณ คุณ 03 คุณ 02 คุณ 01 0 คุณ
F 3 > F 2 > F 1 n = const n 3 > n 2 > n 1 F = const
PHOTO EFFECT กลุ่มของปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยอิเล็กตรอนของวัตถุที่เป็นของแข็งจากพันธะภายในอะตอมภายใต้อิทธิพลของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า มี 1) ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริคภายนอก หรือการแผ่รังสีโฟโตอิเล็กตรอน การแผ่อิเล็กตรอนออกจากพื้นผิว... ... สารานุกรมสมัยใหม่
ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยอิเล็กตรอนออกจากของแข็ง (หรือของเหลว) ภายใต้อิทธิพลของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า มี:..1) ผลตาแมวภายนอก, การปล่อยอิเล็กตรอนภายใต้อิทธิพลของแสง (การปล่อยโฟโตอิเล็กตรอน), ? รังสี เป็นต้น;..2)… … พจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่
การปล่อยอิเล็กตรอนในอากาศภายใต้อิทธิพลของไฟฟ้า แม็ก รังสี F. เปิดทำการในปี พ.ศ. 2430 นักฟิสิกส์ G. Hertz กองทุนแรก. การวิจัยของ F. ดำเนินการโดย A. G. Stoletov (1888) และโดยชาวเยอรมัน นักฟิสิกส์ F. Lenard (1899) ประการแรกคือทางทฤษฎี คำอธิบายกฎหมาย... สารานุกรมกายภาพ
คำนาม จำนวนคำพ้องความหมาย: เอฟเฟกต์ภาพถ่าย 2 อัน (1) เอฟเฟกต์ (29) พจนานุกรมคำพ้องความหมาย ASIS วี.เอ็น. ทริชิน. 2013… พจนานุกรมคำพ้องความหมาย
เอฟเฟกต์แสง- - [วี.เอ. เซเมนอฟ. พจนานุกรมภาษาอังกฤษ - รัสเซียเกี่ยวกับการป้องกันการถ่ายทอด] หัวข้อ การป้องกันการถ่ายทอด EN photo effect ... คู่มือนักแปลทางเทคนิค
เอฟเฟกต์ภาพถ่าย- (1) การสร้างวาล์วของแรงเคลื่อนไฟฟ้า (photoEMF) ระหว่างสารกึ่งตัวนำที่ไม่เหมือนกันสองตัวหรือระหว่างสารกึ่งตัวนำกับโลหะภายใต้อิทธิพลของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (2) F. การแผ่รังสีโฟโตอิเล็กตรอนจากภายนอก (การปล่อยโฟโตอิเล็กตรอน) ด้วย ... สารานุกรมโพลีเทคนิคขนาดใหญ่
ก; ม. การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของสารภายใต้อิทธิพลของพลังงานแสง เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริค * * * เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคเป็นปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการปล่อยอิเล็กตรอนจากของแข็ง (หรือของเหลว) ภายใต้อิทธิพลของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า แยกแยะ:... ... พจนานุกรมสารานุกรม
การปล่อยอิเล็กตรอนโดยสารภายใต้อิทธิพลของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (โฟตอน) F. ถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2430 โดย G. Hertz การศึกษาขั้นพื้นฐานครั้งแรกของ F ดำเนินการโดย A. G. Stoletov (1888) ทรงตั้งมั่นว่าในการเกิดกระแสแสงใน... ... สารานุกรมผู้ยิ่งใหญ่แห่งสหภาพโซเวียต
- (ดูรูป... + ส่งผล) สภาพร่างกาย. การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางไฟฟ้าของสารภายใต้อิทธิพลของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (แสง, อัลตราไวโอเลต, รังสีเอกซ์และรังสีอื่น ๆ ) ตัวอย่างเช่นการปล่อยอิเล็กตรอนออกไปด้านนอกภายใต้อิทธิพลของแสง (ภายนอก f.) การเปลี่ยนแปลง . .. ... พจนานุกรมคำต่างประเทศในภาษารัสเซีย
หนังสือ
- , ทาร์ทาคอฟสกี้ ทำซ้ำโดยใช้การสะกดของผู้เขียนต้นฉบับฉบับปี 1940 (สำนักพิมพ์ GITTL) ใน…
- เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกภายในในไดอิเล็กทริก ทาร์ทาคอฟสกี้ หนังสือเล่มนี้จะผลิตตามคำสั่งซื้อของคุณโดยใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ตามต้องการ
ทำซ้ำโดยใช้ตัวสะกดของผู้เขียนต้นฉบับฉบับปี 1940 (สำนักพิมพ์ GITTL...
หน้า 1
ปรากฏการณ์ของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคที่ Hertz ค้นพบในปี 1887 และศึกษาโดยละเอียดโดย A.G. Stoletov ก็คือโลหะ (หรือเซมิคอนดักเตอร์) จะปล่อยอิเล็กตรอนเมื่อสัมผัสกับแสง เป็นไปไม่ได้ที่จะอธิบายผลของโฟโตอิเล็กทริกตามทฤษฎีคลื่นของแสง อย่างไรก็ตาม จะสังเกตการปล่อยอิเล็กตรอนทันทีหลังจากการส่องสว่างของโลหะ นอกจากนี้ ตามทฤษฎีคลื่น พลังงาน E3 ของอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากโลหะควรเป็นสัดส่วนกับความเข้มของแสงที่ตกกระทบ อย่างไรก็ตาม พบว่าอีไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเข้มของแสง แต่ขึ้นอยู่กับความถี่ของมัน โดยเพิ่มขึ้นตาม v ที่เพิ่มขึ้น การเพิ่มความเข้มจะทำให้จำนวนอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากโลหะเพิ่มขึ้นเท่านั้น
| ปรากฏการณ์ของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกเกี่ยวข้องกับการขับอิเล็กตรอนออกจากสสารโดยแสงที่ตกกระทบกับสารนั้น คุณสมบัติหลักของปรากฏการณ์นี้มีดังนี้ ลำแสงที่ตกกระทบบนพื้นผิวของโลหะจะปล่อยอิเล็กตรอนออกจากโลหะ โดยมีเงื่อนไขว่าความถี่ของแสงจะสูงกว่าค่าวิกฤติที่แน่นอน ขึ้นอยู่กับประเภทของโลหะ จำนวนอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาต่อหน่วยเวลาซึ่งมีองค์ประกอบสเปกตรัมคงที่ของการแผ่รังสี จะเป็นสัดส่วนกับฟลักซ์แสงที่ตกกระทบบนพื้นผิวโลหะ |
ลักษณะคงที่ของโฟโตไดโอดเจอร์เมเนียม
ปรากฏการณ์ของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคยังสามารถใช้ในจุดเชื่อมต่อ pn ซึ่งใช้แรงดันย้อนกลับ
ปรากฏการณ์ของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคถูกตรวจพบโดยการส่องแผ่นสังกะสีที่เชื่อมต่อกับก้านของอิเล็กโทรมิเตอร์
ปรากฏการณ์ของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกซึ่งค้นพบโดย A.G. Stoletov ในปี พ.ศ. 2431 ก็คือภายใต้อิทธิพลของแสง อิเล็กตรอนจะถูกปล่อยออกมาจากพื้นผิวของวัตถุต่าง ๆ ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ร่างกายได้รับประจุ ยิ่งไปกว่านั้น ปรากฏการณ์นี้จะสังเกตได้ก็ต่อเมื่อพลังงานของควอนตัมแสงมากกว่างานที่จำเป็นในการกำจัดอิเล็กตรอนออกจากพื้นผิวของสารที่กำหนดและให้พลังงานจลน์บางส่วนแก่มัน
ปรากฏการณ์ของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกคือรังสีของแสงที่ตกใส่วัตถุใด ๆ (โดยไม่คำนึงถึงลักษณะทางเคมีและสถานะทางกายภาพของวัตถุ) ทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกไป
ปรากฏการณ์ของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกถูกค้นพบครั้งแรกในปี พ.ศ. 2362 โดยนักเคมีชาวรัสเซีย Grotthus
ปรากฏการณ์ของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกถูกสังเกตเห็นครั้งแรกโดยเฮิรตซ์ในปี พ.ศ. 2430 เฮิรตซ์ค้นพบว่าการฉายรังสีช่องว่างประกายไฟด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตช่วยให้คายประจุได้ง่าย
สาระสำคัญของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกคือเมื่อพื้นผิวของโลหะหรือเซมิคอนดักเตอร์ถูกส่องสว่าง อนุภาคของพลังงานรังสีจะทะลุผ่านชั้นผิวของวัตถุที่ถูกส่องสว่างและให้พลังงานเพิ่มเติมแก่อิเล็กตรอน ด้วยเหตุนี้อิเล็กตรอนของวัตถุที่ส่องสว่างจึงเริ่มเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงและออกจากวงโคจรการเคลื่อนที่ตามปกติ ปรากฏการณ์ของการเร่งความเร็วของการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนของวัตถุที่ส่องสว่างภายใต้อิทธิพลของพลังงานรังสีนี้เรียกว่าเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก
ในเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคอิเล็กตรอนที่ถูกปล่อยออกมาจากพื้นผิวโลหะด้วยการแผ่รังสีด้วยความถี่ 2 - 104 Hz จะถูกหน่วงเวลาโดยสิ้นเชิงโดยสนามเบรกที่ความต่างศักย์ 7 V และที่ความถี่ 4 - 101 Hz - ที่มีความต่างศักย์ ของ 15 โวลต์
เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคภายในถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2416 โดยชาวอเมริกัน W. Smith และชาวอังกฤษ J. May นั่นคือเร็วกว่าเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคภายนอก
หากต้องการสังเกตเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกภายในในสภาพแวดล้อมของโรงเรียน คุณสามารถใช้โฟโตไดโอด (อย่าสับสนกับ LED) หรือทรานซิสเตอร์เก่าที่มีฝาโลหะตัดออกอย่างระมัดระวังเพื่อให้แสงเข้าสู่คริสตัลเซมิคอนดักเตอร์ หากคุณเชื่อมต่อกับวงจรเรียงกระแสและกัลวาโนมิเตอร์ คุณจะสังเกตได้ว่าแม้ในเวลากลางวัน ค่าการนำไฟฟ้าของคริสตัลจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วได้อย่างไร การนำไฟฟ้านี้เรียกว่าการนำไฟฟ้าด้วยแสง
กฎของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกภายในนั้นซับซ้อนกว่ากฎของเอฟเฟกต์ภายนอกมากและเราจะไม่พิจารณาพวกมันที่นี่ อย่างไรก็ตาม เราทราบว่าสิ่งเหล่านี้อาศัยแนวคิดเรื่องเวเลนซ์ ระดับอิเล็กทรอนิกส์ ฯลฯ ที่คุณรู้จักจากวิชาเคมี และช่วยให้เราอธิบายการเกิดขึ้นของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกในเซมิคอนดักเตอร์ได้
เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกภายนอกพบการประยุกต์ใช้ในเทคโนโลยีในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 แน่นอนว่านี่คือเสียงของภาพยนตร์ที่เงียบงันก่อนหน้านี้ ตาแมวช่วยให้คุณสามารถเปลี่ยนเสียงที่ “ถ่าย” บนแผ่นฟิล์มให้เป็นเสียงที่ได้ยินได้ แสงจากโคมไฟธรรมดาที่ส่องผ่านซาวด์แทร็กของภาพยนตร์เปลี่ยนไปกระทบกับตาแมว (ดูรูป) ยิ่งแสงส่องผ่านรางมากเท่าไร เสียงจากลำโพงก็จะยิ่งดังมากขึ้นเท่านั้น ในธรรมชาติที่ไม่มีชีวิต เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกภายนอกจะปรากฏออกมาในระดับดาวเคราะห์เป็นเวลาหลายล้านปี การแผ่รังสีแสงอาทิตย์อันทรงพลังซึ่งส่งผลต่ออะตอมและโมเลกุลของชั้นบรรยากาศของโลกทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกจากพวกมันนั่นคือทำให้ชั้นบนของบรรยากาศแตกตัวเป็นไอออน
ปัจจุบันโฟโตเอฟเฟกต์ภายในถูกนำมาใช้ในเทคโนโลยีบ่อยกว่าเอฟเฟกต์ภายนอกมาก ตัวอย่างเช่น เปลี่ยนแสงเป็นกระแสไฟฟ้าในเซลล์แสงอาทิตย์และแผงโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่บนยานอวกาศ โฟโตเอฟเฟ็กต์ยัง “ใช้งานได้” ในอุปกรณ์พิเศษที่ไวต่อแสง เช่น โฟโตรีซีสเตอร์ โฟโตไดโอด โฟโตทรานซิสเตอร์ ด้วยเหตุนี้ คุณจึงสามารถนับชิ้นส่วนบนสายพานลำเลียงหรือเปิดและปิดกลไกต่างๆ ได้โดยอัตโนมัติ (บีคอน ไฟถนน การเปิดประตูอัตโนมัติ ฯลฯ) นอกจากนี้ ด้วยเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคภายใน ทำให้สามารถแปลงภาพเป็นสัญญาณไฟฟ้าและส่งผ่านระยะไกล (โทรทัศน์)
การประยุกต์ใช้เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกในขนาดใหญ่ที่สุดในปัจจุบันได้สร้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แล้ว เช่นเดียวกับโครงการก่อสร้างสถานีใหม่ดังกล่าวที่มีกำลังการผลิตสูงถึงหลายร้อยเมกะวัตต์ ผู้เชี่ยวชาญคาดการณ์ว่าในปี 2020 ไฟฟ้าถึง 20% ของโลกจะผลิตได้จากการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งบนโลกและในอวกาศ
(C) 2012 Lyukina Tatyana Vitalievna (ภูมิภาค Kemerovo, Leninsk-Kuznetsky)