Квантовая теория света и ее доказательства. Характеристики фотона.

Кватовая теория была создана Планком. По этой теории свет излучается и поглощается в виде отдельных порций энергии – фотонов (это частица света ) или квантов (это частица излучения).

Величина порции: E=hν, Дж.

h=6.63*10^-34ДДж с – постоянная Планка

ν-частота излучения

Доказательством квантовой теории являются все ситуации, когда свет взаимодействует с частицами вещества:

*фотохимическое действие света – излучение вызывает химические реакции, т.е. кванты взаимодействуют с молекулами вещества (фотосинтез, фотография-пленочная)

*люминесценция – освещение, вспышка на поверхности вещества при попадании на него любого излучения

*фотоэффект – под действием света в веществе образуется свободные заряды

*световое давление – свет оказывает давление на поверхность при отражении от нее(солнечный ветер)

Характеристики фотона:

1)основная характеристика фотона – это его энергия E=hν = hc/λ

2)скорость распространения световых частиц равна скорости света υ=c/n υ=c υ<c c=3*10⁸м/с

3)частота: ν=1/Т = υ/ λ, Гц.

4)масса фотона: m_ф=E/с² c=3*10⁸м/с Е-энергия фотона

5)импульс: Р=m_ф*с

32. Внешний и внутренний фотоэффект. Уравнение Эйнштейна. Красная граница фотоэффекта.

Различают внешний и внутренний фотоэффект.

Внутренний фотоэффект-это образование свободных зарядов в полупроводниках под действием электромагнитного излучения (света).

Внешний фотоэффект-это вылет электронов с поверхности вещества (металла) под действием излучения (света).

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

Е изл.=Авых.+Екин.

Е _изл.=hν = hc/λ - энергия излучения(фотона)

Е_кин=m_eV_e²- кинетическая энергия электрона, вылетевшего из вещества благодаря фотоэффекту

А_вых.-работа выхода электрона из вещества

А_вых.= Е*φ

φ-потенциал работы выхода(вольт) е=1,6*10^-19 Кл- заряд электрона1э= 1,6*10^-19Дж

Энергия фотона Еизл , падающего на поверхность вещества, расходуется на совершение электроном работы выхода А_вых. и приобретение электроном кинетической энергии Е_кин.

Условия прохождения фотоэффекта

• Энергия излучения больше либо равна работе выхода E _изл ≥ A_вых

• Частота излучения больше либо равна частоте красной границы фотоэффекта ν_изл≥ ν_{красной границы}

• Длина волны излучения меньше либо равна длине волны красной границы фотоэффекта λ_изл≥λ_{красной границы}

Красная граница фотоэффекта - это минимальная частота, или соответствующая длинна волны, при которой начинается фотоэффект.

h ν = A, откуда ν_{красной границы}=ν _min = A/h

ν_min=ν _кр.гр.- частота красной границы фотоэффекта или минимальная частота при которой начинается фотоэффект