Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Калитеевский Н.И. -> "Волновая оптика" -> 164

Волновая оптика - Калитеевский Н.И.

Калитеевский Н.И. Волновая оптика — М.: Высшая школа, 1995. — 463 c.
ISBN 5-06-003083-0
Скачать (прямая ссылка): volnovayaoptika1995.djvu
Предыдущая << 1 .. 158 159 160 161 162 163 < 164 > 165 166 167 168 169 170 .. 175 >> Следующая

Соотношение (8.53) позволяет определить постоянную Планка из измерения наклона прямых, выражающих зависимость потенциала задержки от частоты падающего на фотокатод излучения . Весьма точное определение h таким методом было выполнено П.И.Лукирским и С.С.Прилежаевым в 1930 г. Для измерений использовали сферический конденсатор, внутренний шарик которого был изготовлен из никеля и освещался светом ртутной лампы. Спектральные линии ртути, возбуждавшие фотоэффект, выделялись монохроматором с кварцевой призмой. В этих опытах наблюдался относительно крутой спад кривых, характеризующих зависимость силы фототока от приложенного
-1,0 -0,5 О 0,5 1,0 V
8.14. Зависимость силы фототока от приложенной разности потенциалов при освещении фотокатода различными ультрафиолетовыми линиями ртути
41C/Vu 6 8 10 V
0,5 1,0 1,5
2,0 Мид,В
8.15. Зависимость Умд от частоты облучающего фотокатод света
потенциала, так как в сферическом конденсаторе практически все фотоэлектроны достигают анода, что уменьшало ошибку в измерении При этом автоматически учитывалась кон-
тактная разность потенциалов . На рис. 8 .14 приведены экспериментальные кривые зависимости силы фототока от прило-
434
женной разности потенциалов, полученные при облучении катода светом различных ультрафиолетовых линий ртути.
Зависимость Кзад от частоты облучающего фотокатод света приведена на рис. 8.15. Это идеально прямая линия, из угла наклона которой находится постоянная Планка h = 6,55 • 10-27 эрг • с. Отличное согласие результатов данных опытов с измерениями этой константы, проведенными совсем другими методами (законы черного тела, коротковолновая граница сплошного рентгеновского спектра), являлось доказательством корректности квантового описания фотоэффекта.
В этом кратком изложении нарочито упрощена схема явления и не обсуждались два важных момента:
1) цри формулировке квантового условия (8.52) не упоминалась новаторская идея Эйнштейна, предположившего в развитии исходной посылки Планка существование особой частицы — фотона, который образуется при излучении кванта энергии и погибает при его поглощении. Свойства фотонов и следствия применения законов сохранения для описания элементарных актов взаимодействия фотонов с веществом будут обсуждены в § 8.5;
2) рассмотрен наиболее простой механизм процесса — один фотон выбивает из атома один электрон. Современная физика широко использует многофотонные процессы, когда складываются энергии двух фотонов и более. Нашли также применение методы, в которых один фотон большой энергии (рентгеновские лучи или далекая ультрафиолетовая область спектра) выбивает из атома два электрона.
В заключении упомянем об одном явлении. В детальных экспериментах было замечено, что при определенных условиях опыта зависимость г(д) не является монотонной и имеет максимум в некоторой области спектра, зависящей от угла падения света на фотокатод, а также его поляризации. При этом оказалось, что такой селективный эффект наибольший в том случае, когда вектор напряженности электрического поля световой волны перпендикулярен поверхности металла, и практически не имеет места в том случае, когда эта компонента Е отсутствует (рис. 8.16; селективный эффект для двух направлений поляризации

120
8.16. Селективный фотоэффект 80
Если вектор Е световой волны имеет составляющую, пер-пендикулярную поверхности фотокатода, то сила фототока 40 зависит от Я немонотонно (1). Кривая 2 отвечает случаю, когда Е параллелен поверхности
200 280 360 440 520 Я,нм
435
возбуждающего света, падающего на сплав калия и натрия под углом 60°). По-видимому, здесь проявляются некие волновые аспекты фотоэффекта, относящиеся к условиям вырывания электрона из металла. В § 8.5 обсужден вопрос о возможности описания одного и того же явления в рамках как волновой, так и квантовой (корпускулярной) оптики на примере давления света, позволяющем более однозначно сформулировать задачу и охарактеризовать условия опыта.
Обратимся теперь к весьма важному вопросу о практическом использовании фотоэффекта. В современном эксперименте фотоэлектрические измерения световых потоков широко применяют во всем оптическом диапазоне. Измерения базируются на законах фотоэффекта, из которых в данном случае наиболее важна строгая пропорциональность силы тока насыщения и светового потока. Для измерений используют различные устройства, правильная оценка возможностей которых часто оказывается совсем не простой.
Простейшим фотоэлектрическим приемником света является фотоэлемент. Принцип его действия ясен из рис. 8.17. Фотоэлемент представляет собой хорошо эвакуированную и затем отпаянную колбу, на часть внутренней поверхности которой
нанесен тонкий слой металла, являющегося катодом К. Выбиваемые светом 1 электроны долетают до анода А и тем самым замыкают анодную цепь, по которой протекает фототок. Приложенная внешняя разность потенциалов должна быть достаточной для того, чтобы наступило насыщение фототока, который может быть измерен непосредственно (например, 2) или усилен для регистрации его дру-8.17. Принципиальная схема ГИМ< ^енве Чувствительным ПрибО-простейшего фотоэлемента рОМ . Т&КОб ЯВЛ6НИ6 ЧЭ.СТО НЙЗЫВЭ.ЮТ
Предыдущая << 1 .. 158 159 160 161 162 163 < 164 > 165 166 167 168 169 170 .. 175 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed