skanuj0131

260

260

Rys.4. Zależność natężenia fotoprądu j od strumienia światła <P(C4 - napięcie hamujące, dla którego ;>= 0)

micznej - część elektronów, które nie dotarły do anody, powraca do katody. Zwiększając napięcie aż do osiągnięcia prądu nasycenia, otrzymujemy stan, w którym wszystkie elektrony wyemitowane z katody są wychwytywane przez anodę (rys.4).

Dla U=0 istnieje prąd foto-elektryczny różny od zera, co oznacza, że skończona liczba fotoelektronów ma energię kinetyczną różną od zera.

Zwiększenie natężenia światła

monochromatycznego padającego na fotokatodę (^>Q\) decyduje o zwiększeniu liczby emitowanych fotoelektronów, a nie o ich prędkości (energii). Zmiana natężenia światła przy stałym napięciu przyspieszającym wywołuje proporcjonalną do niej zmianę natężenia prądu, jak to widać na iys.4.

4.2. Zależność natężenia prądu fotoelektrycznego od częstotliwości promieniowania

Rys.5. Zależność prądu yod częstotliwości promieniowania v

Na rys.5 przedstawiono zależność natężenia prądu fotoelektrycznego w funkcji napięcia przyspieszającego dla trzech różnych częstotliwości padającego promieniowania (V}>Vz>Vi). Natężenie światła (wartość strumienia <P) jest w każdym przypadku takie samo. Doświadczalnie stwierdza się więc, że napięcie hamowania, a zatem energia kinetyczna elektronów jest funkcją częstotliwości padającego promieniowania.

Równanie Einsteina tłumaczy tę zależność. Fotoemisja zachodzi, jeżeli energia padającego kwantu jest większa od pracy wyjścia W, potrzebnej na wyrwanie elektronu z metalu. Z prawa zachowania energii wynika:

Rys.6. Zależność energii kinetycznej fotoelektronów od częstości promieniowania

2

Wykres zależności energii kinetycznej: Ek = m z//2 od częs- i totliwości promieniowania dla | dwóch metali o różnych pracach wyjścia W\ i W₂ przedstawia rys.6. Dla każdego metalu istnieje inna częstotliwość graniczna (progowa długość fali), poniżej której zjawisko nie może wystąpić: h vb= hc/żlo= W.

4.3. Charakterystyka widmowa fotokatody

Jeżeli przy określonym napięciu i strumieniu promieniowania uzyskuje się stałe natężenie prądu nasycenia, to natężenie tego prądu fotoelektrycznego zmienia się znacznie ze zmianą częstotliwości promieniowania. Stosunek a natężenia prądu fotoelektrycznego do strumienia promieniowania monochro-

Rys.7. Względna czułość fotoelektryczna <r w funkcji długości promieniowania

matycznego padającego na fotokatodę, nazywany jest czułością 1 spektralną. Wielkość ta charaktery- j żuje własności fotoemisyjne różnych materiałów, z których wykonano fotokatody.

Na rys.7 przedstawiono charakterystyczny przebieg czułości fotoelektrycznej crw zależności od długości fali promieniowiinia dla j metali alkalicznych. Gdy długość | fali światła padającego przekroczy;] pewną wartość graniczną Ao (od-