skanuj0131

260

260

Rys.4. Zależność natężenia fotoprądu i/ od strumienia światła <P (C/* - napięcie hamujące, dla którego if= 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=Q ;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 (@2 >0\) 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 if od częstotliwości promieniowania v

Na rys.5 przedstawiono zależność natężenia prądu fotoelektrycznego w fiinkcji napięcia przyspieszającego dla trzech różnych częstotliwości padającego promieniowania (V}>V2>Vi). Natężenie światła (wartość strumienia <P) jest w każdym prżypadku 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:

,    mv‘

Rys.6. Zależność energii kinetycznej fotoelektronów od częstości promieniowania

hv -W h——.

2

Wykres zależności energii kinetycznej: Ek = m x?!2 od częs-    |

totliwości promieniowania dla    |

dwóch metali o różnych pracach wyjścia W\ i W2 przedstawia    1

rys.6. Dla każdego metalu istnie-    j

je inna częstotliwość graniczna (progowa długość fali), poniżej , której zjawisko nie może wystąpić: h\t>= hc/A0= 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 cr

natężenia prądu fotoelektrycznego do

Rys.7. Względna czułość fotoelektryczna cr w funkcji długości promieniowania

strumienia promieniowania monochro- , matycznego padającego na fotokatodę, nazywany jest czułością 1 spektralną. Wielkość ta charaktery-    1

żuje własności fotoemisyjne różnych materiałów, z których wyko- ; nano fotokatody.    ; ,i

Na rys.7 przedstawiono cha-;| ; rakterystyczny przebieg czułości¹:; N fotoelektrycznej crw zależności od; j długości fali promieniowania dla: H metali alkalicznych. Gdy długość 11 fali światła padającego przekroczy] 1 pewną wartość graniczną źo (od- 1