CCF20090610015 (2)

Fotoelitknyi ma i|awl.ka

Fotonlnktiyi ma <|uwKku (efekty), ogót zjawisk spowodowanych oddziaływaniem substancji z piumlmilnw.inlnn świetlnym. Związane jest z przekazywaniem energii fotonów pojedynczym elektronom Roiróinlł się fotoelektryczne zjawisko zewnętrzne (emisja elektronów z danej Mihitancjl pod wpływem światła; opuszczające substancję na skutek zjawiska fotoelcktrycznego elektrony nazywa się fotoelektronami, a powstały przy ich uporządkowanym ruchu w zewnętrznym polu rlrktiyi mym prąd - prądem fotoelektrycznym), fotoelektryczne zjawisko wewnętrzne (zmiana energetycznego rozkładu elektronów w stałych i ciekłych półprzewodnikach i dielektrykach spowodowana oddziaływaniem światła z substancją; przejawia się ono w zmianie koncentracji nośników prądu w ośrodku i w efekcie doprowadza do fotoprzewodnictwa lub zjawiska fotoelcktrycznego w warstwie zaporowej),

Zjawiska fotoelektryczne wykorzystywane są w fotoelementach. Badania fotoelektrycznego zjawiska zewnętrznego, którego wyjaśnienie wymagało wysunięcia postulatu kwantowej natury światła (A. Einstein), miało doniosłe znaczenie dla rozwoju fizyki. Zgodnie z zaproponowanym wtedy modelem energia padającego kwantu gamma (równa hv, gdzie h - stała Plancka, v - częstotliwość fali świetlnej) jest przekazywana elektronowi zgodnie z równaniem hv = E+W, gdzie E - energia kinetyczna elektronu, W - tzw. praca wyjścia (energia potrzebna do wydostania się elektronu z substancji).

Prawa - promieniowanie cieplne

Prawo Stefana-Boltzmana

Natężenie całkowitego promieniowania cieplnego ciała doskonale czarnego jest wprost proporcjonalne do czwartej potęgi jego temperatury bezwzględnej.

E n> T⁴

Prawo Wiena

Dla ciała doskonale czarnego iloczyn długości fali, odpowiadającej największemu natężeniu promieniowania (maksimum emisji promieniowania) i temperatury bezwzględnej mu odpowiadającej ma wartość stałą i wynosi 2,8978 10-3 m-K żmaM' T w C

Prawo Kirchhoffa

Stosunek zdolności emisyjnej do zdolności absorpcyjnej jest taki sam dla wszystkich ciał o tej samej temperaturze i jest równy zdolności emisyjnej ciała doskonale czarnego w tej temperaturze, a (*,T)

Widma promieniowania X

Promieniowanie rentgenowskie może mieć zarówno widmo liniowe (promieniowanie charakterystyczne, Moseleya prawo, przy czym energia niesiona przez kwant charakterystycznego promieniowania X wyraża się wzorem hv=Ei-Ef, gdzie: h - stała Plancka, Ei, Ef, - odpowiednio energia stanu początkowego i końcowego elektronu w atomie), jak i widmo ciągłe (powstające jako promieniowanie hamowania w procesie oddziaływania cząstki naładowanej z materią, lampa rentgenowska).

Promieniowanie hamowania, promieniowanie rentgenowskie łub gamma emitowane przez cząstkę naładowaną podczas jej wnikania do materii. Promieniowanie hamowania powstaje w wyniku oddziaływania cząstki z polami elektrostatycznymi jąder i elektronów w materii. Powstawanie promieniowania hamowania wykorzystuje się do uzyskiwania intensywnych wiązek promieniowania rentgenowskiego w lampach rentgenowskich.

Promieniowanie hamowania powstaje też jako uboczne promieniowanie w lampach kineskopowych (np. w telewizorze), lecz jego natężenie jest małe i równie mata jest jego szkodliwość.

Charakterystyczne promieniowanie, promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie rentgenowskim, odkryte przez Ch.G Barkla. Każdy pierwiastek, pobudzany do emitowania promieniowania rentgenowskiego wysyta kwanty promieni X o ściśle określonych, sobie właściwych (stąd: charakterystycznych) energiach.

Promieniowanie charakterystyczne wykorzystuje się w metodach analiz chemicznych (np. PIXE). Zjawisko to znajduje proste wyjaśnienie na gruncie fizyki kwantowej.

Odpowiadają mu przejścia promieniste elektronów z wysokich poziomów energetycznych na najbardziej wewnętrzne orbitale elektronowe.

Doświadczenie Bragga

W dośw. Bragga mamy: źródło prom. Rentgena, dwie przesłony, oraz kryształ C znajdujący się w bańce szklanej opróżnionej z powietrza, pokrytej wew. Emulsją fotograficzną.

W dośw. Bregga promienie rentgena padają na kryształ pod katem teta (O), który tworzy promień padający z powierzchnią kryształu. Teta to kąt odbłysku.

Kryształ C można obracać wokół osi prostopadłej do płaszczyzny rysunku. Obracając kryształ zmieniamy kąt teta.

Okazuje się, że tylko dla pewnych kątów teta, otrzymujemy zaczerninie kliszy w postaci prążków. A=nA, As=2dsin0 dla n=l, As-różnica dróg promieni odbitych od kolejnych płaszczyzn całkowitych. D-odległość między płaszczyznami krystalicznymi w krysztale.

Wzmocnienie występuje wtedy, gdy promienie rentgena padająna kryształ pod katem 0 (teta), spełniającym warunek Bragga. Promienie padające pod innymi kątami uelgaja całkowitemu wygaszeniu. Ae(10-12;10-8)m.

Doświadczenie Davissona-Germera.

U=100V

2-1.22A

Elektrony emitowane przez rozgrzane włókno przyspieszane są za pomocą różnicy potencjałów U i wylatują z "działka elektronowego" mając energię kinetyczną równą eU. Wiązka elektronów pada

następnie na monokryształ niklu (C). Detektor (D) ustawiony jest pod pewnym kątem 29 i dla różnych wartości napięcia przyspieszającego U mierzone jest natężenie rozproszonej wiązki. Obecność maksimum w rozkładzie natężenia elektronów stanowi jakościowy dowód słuszności postulatu de Broglie'a. Istnienie tego maksimum można wyjaśnić jedynie jako wynik interferencji fal rozproszonych na periodycznie rozmieszczonych atomach, tworzących płaszczyzny krystaliczne monokryształu. Zjawiska tego nie da się wytłumaczyć na podstawie analizy ruchu cząstki klasycznej, lecz tylko na gruncie teorii ruchu falowego. Interferencja z jaką mamy do czynienia w omawianym doświadczeniu nie jest interferencją fal stowarzyszonych z jednym elektronem z falami stowarzyszonymi z innymi elektronami. Jest to interferencja związanych z tym samym elektronem fal ugiętych na różnych obszarach kryształu.