Фотоэффекты: открытие PDF E-mail
Оценка пользователей: / 40
ПлохоОтлично 
А.Эйнштейн

Открытие и исследование явления фотоэффекта привело к пересмотру учеными теоретических представлений о природе света.

Открытие и изучение явления фотоэффекта стало важным шагом в развитии представлений человека о природе света. Открытие данного явления началось с исследований Генриха Герца в 1887 году, который, работая с открытым резонатором, заметил, что прохождение искры между разрядниками существенно облегчается, если посветить на них ультрафиолетом. Фотоэффект был подвергнут систематическому экспериментальному исследованию выдающимся русским физиком Александром Григорьевичем Столетовым в 1888-1890 годах. Оказалось, что явление фотоэффекта основано на устранении отрицательного электричества с поверхности металла под воздействием ультрафиолетового света. Лишь немного позже выяснилось, что причина этого – вырывание электронов падающим на металл светом. В результате опытов было обнаружено, что кинетическая энергия фотоэлектронов изменяется только при изменении частоты света и не зависит от его интенсивности, а максимальная энергия фотоэлектронов возрастает пропорционально частоте света.

Подобные результаты нельзя было объяснить на основе общепринятых в то время законов электродинамики Максвелла, согласно которым свет представляет собой электромагнитную волну, непрерывно распределенную в пространстве. Истолковать с другой точки зрения явление фотоэффекта удалось только в 1905 году Альберту Эйнштейну, который развил идеи Макса Планка о прерывистом испускании света и вывел уравнение, раскрывающее закономерности фотоэффекта. С позиций квантовой физики Эйнштейна, свет поглощается порциями (квантами), которые имеют определенную энергию и получили название фотоны. Суть уравнения в том, что фотон, сталкиваясь с веществом, расходует свою энергию на ионизацию атома вещества, на работу, совершаемую, чтобы «вырвать» электрон, а остаток энергии фотона переходит в кинетическую энергию электрона. Так ученые пришли к представлению о световых квантах, а также было дано новое определение света как потока частиц.

На первый взгляд может показаться, что это возврат к корпускулярной теории Ньютона. Однако нельзя забывать, что явления интерференции и дифракции определенно подтверждают наличие у света волновых свойств. Свет обладает своеобразной двойственностью свойств. При его распространении проявляются волновые свойства, а при взаимодействии с веществом (излучение и поглощение) – корпускулярные. Все это, конечно, довольно непривычно, и никто не может себе представить, как такое может происходить. Тем не менее, это факт. Ведь невозможно себе представить в полной мере все процессы, происходящие в микромире, так как они существенно отличаются от явлений, которые ученые на протяжении веков наблюдали в макромире, выявляя основные его закономерности.

Явление фотоэффекта широко применяется в технике. В частности, на нем основано действие фотоэлементов. С помощью фотоэлементов можно получать электричество из солнечного света, что особенно актуально в космосе, где отсутствуют другие источники энергии. Звук, записанный на кинопленке, также воспроизводится с помощью фотоэлементов. Кроме того, комбинируя фотоэлементы с реле, можно создавать различные «видящие» автоматы, которые могут автоматически открывать и закрывать дверь, сортировать предметы, включать и выключать освещение и т.п.

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить