122254

Zjawisko fotoelektryczne cd.

Wybicie elektronu następuje więc tylko wtedy, gdy energia fotonu /łyjest co najmniej równa pracy wyjścia W. Częstotliwość odpowiadająca temu wariatków! jest tzw. częstotliwością paniczną

Przemiany energii w zjawisku fotoelektrycznym opisuje równanie Einsteina:    _

gdzie mjest masą elektronu a u jego prędkością poza metalem.

Powyższe równanie należy traktować Jako bilans energii - energia pada|ącego fotonu zamienia się na pracę wyjścia i na energię kinetyczną elektronu.

Zjawisko fotoelektryczne znalazło praktyczne zastosowanie w np. fotokomórkach, kamerach telewizyjnych, noktowizorach.

Cząsteczkowa natura światła - efekt Comptona

W 1916 r. Einstein zapostulowaf. że kwant światła (foton) ma pęd Pęd fotonu o energii hvwynosi    -

hv h

W 1923 roku Artur Compton przeprowadził doświadczalnie potwierdzające, że w oddziaływaniach z fononami przekazywane są zarówno energia jak i pęd. Tym samym zdobyto kolejny dowód na cząsteczkową naturę światła.

detektor

padające

kolimującc

Schemat układu eksperymentalnego Comptona. Do badan wykorzystano promieniowanie rentgenowskie o długości lali A ■71,1 pm.

Efokt Comptona cd.

Wyniki dotwtadcrerUa Comptona dla czterech wartoicl kata rozpraszania ».

Pomimo. że padająca wiązka promieniowania rentgenowskiego była monochromatyczna (z ■ 71.1 pm| to promieniowanie rozproszone zawierało szeroki zakres tal w którym oprócz maksonum A ■ 71.1 pm poławiało drugie maksimum. Odległość między nimi &A (przesunięcie comptonowskie) zależna była od kąta rozpraszania «

Zgodnie z teoria klasyczną promieniowanie rozproszone powinno mieć taką samą długość |ak promieniowanie padające. Compton zinterpretował    rozpraszanie

promieniowania rentgenowskiego jako wynik przekazu energii ł pędu pomiędzy padającą wiązką promieniowania a słabo związanymi elektronami w grafitowej tarczy

y

foton rentgenowski	elektron
	o-0
przed J	foton rentgenowski
	ą elektron
po	u

Foton rentgenowski „zderza" się z nieruchomym swoborkiym elektronem znajdującym się w tarczy. W wyniku tego powstaje foton rozproszony o większej długości X poruszający się pod kątem # do kierunku fotonu padającego Elektron zostaje odrzucony i porusza się Z prędkością u pod kątem ćt Z zasady zachowania ener^l wynika.

hv-h»’’+ E_t

gdzie hv jest energią fotonu padającego. M jest energią fotonu rozproszonego a E_K jest energią odrzuconego elektronu Zakładając, że |xędkość odrzutu elektronu będzie znacznie mniejsza od prędkości światła zasadę zachowania pędu możemy dla opisywanego „zderzenia" przedstawić następująco

— = —COS^ + MIŁiCOSd?

XX'

gdzie NA, NA' oraz mu oznaczają wartości pędu odpowiednio fononu padającego, fononu rozproszonego oraz elektronu. Kosinusy w powyższym wzorze wynikają z „rzutu" wektorów pędu na kierunek osi x.