Maciej Duleba 1MCb Szczecin 20.03.2000

Ćwiczenie nr 4

Temat: Badanie zjawiska fotoelektrycznego

W 1887 r H.G.Hertz zauważył, że przy naświetlaniu iskiernika induktora rtęciowego lampą kwarcową iskra wyładowania elektrycznego przeskakuje przy pomocy większej odległości elektrod niż w przypadku gdy elektrody te są nie wyświetlone. Po odkryciu elektronu w końcu wieku XIX przekonano się że światło powoduje emisję elektronów z powierzchni niemetalu naświetlona promieniowaniem nadfioletowym, emituje elektrony, zwane fotoelektronami. Emisja fotoelektronów z ciała naświetlonego promieniowaniem elektromagnetycznym nazywa się zjawiskiem fotoelektrycznym.

Podczas naświetlania płytki K promieniowaniem nadfioletowym wylatują z jej powierzchni fotoelektrony i przez bańkę zaczyna płynąć prąd zwany prądem fotoelektrycznym. Natężenie J prądu fotoelektrycznego zwiększa się ze wzrostem napięcia U płytki A względem płytki K.

Występowanie zjawiska fotoelektrycznego - jest dowodem na to że światło jako promieniowanie elektromagnetyczne jest w stanie uzupełnić energię elektronów swobodnych w metalach do wartości, która w warunkach sprzyjających wystarcza aby elektron mógł opuszczać powierzchnię metalu i odlecieć do anody.

Natężenie światła - jest proporcjonalne do A i U gdzie A oznacza amplitudę , U częstotliwość. Istnienia granicznego natężenia światła wywołującego zjawisko fotoelektryczne wskazałoby na ewentualną zależność natężenia prądu fotoelektrycznego równocześnie od kwadratu amplitudy i kwadratu częstotliwości światła.

W celu teoretycznego wyjaśnienia zjawiska fotoelektrycznego A. Einsteina zastosował istnienie kwadratów promieniowania. Zgodnie z tą hipotezą promieniowania o częstotliwości rozchodzeniu się określonym porcji energia ;

E = h* v

Zwanych kwadratami promieniowania lub fotonami

h - stała Planca =

Według Einsteina zjawisko fotoelektryczne należy traktować jako przekazywanie elektronów związaniem z atomem ściśle określonej ilości energii przez foton, przy czym foton traci swoją całą energię i przestaje istnieć. Padając na fotokatodę foton dostarcza energii w ilości E = h*v częstości tej energii, oznaczony przez W i nazywa się pracą wyjścia, zostaje zużyta na wyrwanie elektronu z fotokatody. Pozostała energia w ilości hv - W stanowi energię kinetyczną elektronu wylatującego z fotokatody.

Fotokomórka - jest to bańka szklana lub kwarcowa, której ścianka od straty wew. Jest cała pokryta metalem. Warstwa metalu stanowi fotokatoda.

U(v)	J( )
0	0,4	0,3	0,2	0,2	0,2
1	1,6	1,2	1	0,8	0,8
2	3	2,4	1,8	1,4	1,2
3	4,4	3,2	2,4	1,8	1,5
4	5,4	3,4	2,8	2,2	1,6
5	6	4,4	3	2,4	1,8
6	6,6	4,8	3,2	2,5	2
7	7	4,85	3,4	2,6	2
8	7,4	5,2	3,6	2,7	2,1
9	7,6	5,4	3,8	2,8	2,2
10	8	5,6	4	2,9	2,3
11	8,2	5,7	4	3	2,3
12	8,6	5,8	4,2	3,1	2,4
13	8,7	6	4,2	3,2	2,5
14	8,8	6,1	4,3	3,2	2,5
15	9	6,2	4,4	3,2	2,6

V(m.)	0,1	0,125	0,15	0,175	0,2
	100	64	44,4	32,6	25
Inas ( )	9,2	6,4	4,5	3,3	2,75

---