Что такое внешний и внутренний фотоэффекты, чем они отличаются?
Отличаются тем, куда отправляются выбитые с привычного места электроны.
Если они покидают пределы материала (металла или полупроводника) и отправляются с его поверхности наружу, во внешнюю среду, — это внешний фотоэффект. Именно его изучали и герц, и Столетов, и другие исследователи. На внешнем фотоэффекте работали первые цезиевые фотоэлементы, на нём же были основаны первые передающие трубки — иконоскопы. Впрочем, и вторые тоже (ортиконы, суперортиконы).
Если выбитые электроны остаются в материале как своободные носители — это внутренний фотоэффект. Именно так происходит в кремнии и прочих полупроводниках. На внутреннем фотоэффекте работали видиконы, и на нём же основана работа всех без исключения фотоэлектронных приборов — от фототранзисторов в оптопарах до матриц цифровых камер.
Фотоэффект. Внешний и внутренний фотоэффект. Законы. Приборы.
В 1887 г. Г.Герц обнаружил, что при облучении УФ лучами искрового промежутка, находящегося под высоким напряжением, облегчается разряд через воздух, т.е. разряд возникает при таком расстоянии между электродами, при котором в отсутствии облучения он не происходит.
Фотоэлектрический эффект или фотоэффект – влияние излучения на электрические явления.
Внешний фотоэффект – вылет электронов из вещества под действием падающего на него излучения.
В 1888 г. Столетов исследовал закономерности фотоэффекта:
Фотоэффект создается УФИ;
Фототок измеряется прямо пропорционально интенсивности УФ лучей.
Фототок насыщения — наибольший фототок, получающийся при неизменном световом потоке.
Закон внешнего фотоэффекта:
Фототок насыщенный прямо пропорционален падающему на электрод световому потоку. Если обозначить наименьшее задерживающее напряжение, при котором фототока нет, через , максимальную скорость выбивания электронов, через , то можно написать:
Максимальная кинетическая энергия выбивающего излучения электронов не зависит от интенсивности излучения, а определяет только его частоту. ( или длиной волны и материалом электрода).
Красная граница фотоэффекта – наибольшая длина волны, при котором ещё можно наблюдать фотоэффект.
Красная граница фотоэффекта определяется только материалом электрода и не зависит от интенсивности излучения.
– уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта
Таким образом, кинетическая энергия вылетающих электронов зависит от частоты или длины волны излучения.
Т.к. при облучении п\п повышается концентрация свободных носителей зарядов, то повышается его проводимость.
Генерация свободных носителей зарядов в полупроводнике происходит вследствие облучения проводника – внутренний фотоэффект.
Фотопроводимость — дополнительная проводимость п/п, обусловленная облучением.
Различие между внутренним и внешним фотоэффектами:
При внешнем – электроны вырываются из вещества, а при внутреннем – остаются внутри него.
Фотоэлементы – приборы, с помощью которых осуществляется превращении энергии излучения в электрическую энергию.
О — стеклянный баллон из которого удален воздух, с небольшим «окном»
К – светочувствительный слой
А – металлическое кольцо
Планетарная модель атома. Серии спектральных линий. Постулаты Бора.
В 1855 г. швейцарский физик И. Бальмер нашёл опредёленную закономерность в расположении спектральных линий водорода, т.е. строго определённых длин волн излучения и поглощения атомов.
Подобные закономерности классическая физика не могла объяснить, т.к. электрон, двигаясь вокруг ядра с центростремительным ускорением, под действием силы притяжения к ядру, должен излучать электромагнитные волны непрерывно и в результате упасть на ядро, чего в действительности не происходит.
Первым признал ограниченность применения законов классической физики к атомам датский учёный Н. Бор. Бор ввел идеи квантовой теории в ядерную модель атома Резерфорда. А в 1913 г. Бор разработал теорию атома водорода.
В основе теории Бора лежат три постулата:
Электроны могут двигаться вокруг ядра только по строго определённым орбитам ,соответствующих одному из энергетических уровней атома.
Когда электрон движется по одной из разрешённых орбит атом находится в устойчивом состоянии, т.е. не излучает и не поглощает энергию.
Когда электрон перескакивает с одной из дозволенных орбит на другую, более близкую к ядру, атом испускает квант энергии (фотон) в виде излучения, частота которого определяется формулой Планка.
Из постулатов Бора следует, что величина кванта, испускаемого атома при переходе из одного устойчивого состояния в другое, равна разности значений энергии атома в этих 2-ух состояниях.
Атом может находиться в 2-ух состояниях:
Основное состояние – электрон движется по ближайшей к ядру дозволенной орбите атома. ( наиболее устойчивое, в нём атом может находиться неограниченно долгое время, оно соответствует наименьшему возможному энергетическому уровню атома.
Возбуждённое состояние – электрон движется по какой-либо другой из дозволенных орбит. ( менее устойчивое состояние, через атом самопроизвольно возвращается в основное состояние, излучая при этом квант энергии.
Первая модель – модель Томпсона
Атом – это положительное тело с вкрапленными в него электронами.
Английский физик Резерфорд экспериментально опроверг строение атома Томпсона, создав установку, в которой используются — частицы.
источник — частиц диафрагма рассеивающая фольга вспышка люминесцентный экран
— частица может быть отброшена назад лишь в том случае, если положительный заряд атома и его масса сконцентрированы в очень малом объёме => атом состоит из ядра (тело малых размеров, в котором сконцентрирована вся масса атома и его положительный заряд) и вращающихся вокруг него электронов.
В чем состоит различие между внешним и внутренним фотоэффектом?
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
В чем состоит различие между внешним и внутренним фотоэффектом
Физика
Электродинамика
Магнитное поле
Механические колебания
Электромагнитные колебания
Механические волны
Электромагнитные волны
Оптика
Геометрическая оптика
Задачи на сферическое зеркало
Линза
Волновая оптика
Основы теории относительности
Основы квантовой физики
Излучения и спектры
Световые кванты
Атомная физика
Ядерная физика
Физика элементарных частиц
Открытие позитрона. Античастицы
Современная физическая картина мира
Современная физическая картина мира
Строение Вселенной
Строение Вселенной
Звёзды и источники их энергии. Современные представления о происхождении и эволюции Солнца и звёзд