ДЕЙСТВИЯ СВЕТА Фотоэлектрический эффект

Среди разнообразных явлений, в которых проявляется воздействие света на вещество, важное место занимает фотоэлектрический эффект, т. е. испускание электронов веществом под действием света. Анализ этого явления привел к представлению о световых квантах и сыграл чрезвычайно важную роль в развитии современных теоретических представлений. Вместе с тем фотоэлектрический эффект используется в фотоэлементах, получивших исключительно широкое применение в разнообразнейших областях науки и техники и обещающих еще более богатые перспективы. [c.633]

Первичный фотохимический процесс, приводящий к получению скрытого изображения, долгое время оставался совершенно неясным. Было известно, что это изображение может сохраняться неизменным в течение ряда лет и после проявления передавать все мельчайшие детали картины. Таким образом, скрытое изображение является чрезвычайно стойким, хотя и не поддается непосредственному наблюдению. В настоящее время можно, по-видимому, составить следующую картину этого процесса. Серебряные соли, составляющие светочувствительный слой, содержат ионы серебра. Под действием света происходит фотоэлектрический эффект, в результате которого освобожденные электроны нейтрализуют положительные ионы серебра, превращая их в атомы. Металлическое серебро в виде отдельных атомов или мелко раздробленных коллоидов и составляет скрытое изображение. Так как концентрация выделившегося серебра не превышает на основании сделанных измерений и подсчетов 10 г/см , а светочувствительный слой имеет толщину около 2—20 мкм, то понятно, что непосредственное наблюдение скрытого изображения в этих условиях невозможно. При освещении толстых слоев удалось установить образование метал- [c.671]

Накопленные в последние годы экспериментальные доказательства, по-видимому, решительно свидетельствуют в пользу действительного существования световых квантов. Кажется все более и более правдоподобным, что фотоэлектрический эффект, являющийся основным механизмом обмена энергией между излучением и материей, всегда подчиняется эйнштейновскому закону фотоэффекта. Опыты по фотографическим действиям света и недавние результаты А. Комптона об изменении длины волны рассеянных рентгеновских лучей было бы трудно объяснить без использования представления о световых квантах. С теоретической стороны представления Бора, которые подтверждаются столь многими экспериментальными доказательствами, основаны на том постулате, что атомы могут испускать или поглощать лучистую энергию частоты V только ограниченными количествами, равными /г к теория Эйнштейна флуктуаций энергии в черном излучении также с необходимостью приводит к подобным представлениям. [c.631]

В ходе развития теории квантов много раз возникал вопрос о механическом действии и неоднократно делались попытки излагать квантовое соотношение, вводя в него действие вместо энергии. Действительно, константа h имеет размерность действия, а именно ML T , и это не случайно, так как теория относительности учит нас относить действие к основным инвариантам физики. Но действие есть величина очень абстрактная, и после длительных размышлений о квантах света и о фотоэлектрическом эффекте мы были принуждены принять за основу энергетическое изложение, не отказываясь от дальнейшего исследования причин значительной роли действия в большом числе вопросов. [c.646]

В 1888 г. крупный русский ученый А. Г. Столетов (1839—1896 гг), наблюдал фотоэлектрический эффект при разрядах слабого напряжения. В результате его опытов были получены важные закономерности фотоэффекта. Было установлено, что под действием света освобождаются только отрицательные заряды. Опыты подтверждали дискретную структуру светового луча. Исследования Филиппа Ле-нарда (1862—1947 гг.) показали, что существует красная граница фотоэффекта и что энергия электронов не зависит от интенсивности света. [c.12]

Выход электронов наблюдается и при освещении металлов. Это явление называют фотоэлектрическим эффектом. Оно было открыто в 1887 г. Г. Герцем и изучено подробно А. Г. Столетовым. Наиболее активные металлы (щелочные) дают этот эффект даже при освещении их лучами видимого света. Менее активные металлы испускают электроны только под действием лучей, более богатых энергией (ультрафиолетовых). На фотоэлектрическом эффекте основаны фотоэлементы — приборы, позволяющие превращать световую энергию в электрическую. Им предстоит большое будущее (рис. 2). [c.29]

Проводимость полупроводников сильно зависит от действия внешних факторов, таких как свет, тепло, электрическое поле. Действие светового потока на проводимость получило название фотоэлектрического эффекта. [c.376]

Фотоэлектрический эффект состоит в том, что под действием излу- ения света с поверхности металла срываются электроны. [c.17]

Фотоэлектрическим эффектом (фотоэффектом) ) называется явление взаимодействия света с веществом, в результате которого энергия фотонов передается электронам вещества. Для твердых и жидких тел различается внешний и внутренний фотоэффект (У.5.4.3°). При внешнем фотоэффекте поглощение фотонов сопровождается вылетом электронов за пределы тела. При внутреннем фотоэффекте электроны, вырванные нз атомов, молекул или ионов, остаются внутри вещества, но изменяются энергии электронов. В газах фотоэффект состоит в явлении фотоионизации — вырывании электронов из атомов и молекул газа под действием света (П1.3.3.2°). [c.410]

Внутренний фотоэлектрический эффект. Внутренним фотоэлектрическим эффектом называется изменение электрического сопротивления полупроводников (селена, сернистого талия и др.) под действием света. [c.43]

На принципе внутреннего фотоэлектрического эффекта работают фотоэлектрические приборы, которые в технике называются фоторезисторами. Под действием света сопротивле- [c.43]

Наиболее часто используемыми видами превращений световой энергии в другие виды энергии являются фотоэлектрический эффект — возникновение свободных электрических зарядов при действии света на вещество тепловое действие излучения фотохимическая реакция — химическая реакция, происходящая в результате поглощения света веществом (фотослоем), и др. [c.444]

В 1898 г. Ленард и Томсон методом отклонения зарядов в электрическом и магнитном полях определили удельный заряд заряженных частиц, вырываемых светом из катода, и получили выражение е/т = —5,27-10 СГСЕ ед.з/г, совпадающее с известргым удельным зарядом электрона. Отсюда следовало, что под действием света происходит вырывание электронов из вещества катода. Явление это носит название фотоэлектрического эффекта или просто фотоэффекта. [c.342]

В 1887 г. Герц в опытах по генерации высокочастотных электрических колебании обнаружил, что прохождение искрового разряда между полюсами разрядника облегчается, если его отрицательный полюс осветить ультрафиолетовым светом. В дальнейшем в результате систематических исследований Столетова (1888) было установлено, что в опыте Герца иод действием света из электродов освобождаются отрицательные заряды, которые, попадая в электрическое поле между электродами, ускоряются, ионизируют окружающий газ и вызывают разряд. Позже опытами Ленарда и Томсона (1899) было показано, что отрицательные заряды, освобождаемые светом из металла, являются электронами. Это явление и получило названпе фотоэлектрического эффекта (фотоэффекта). [c.156]

В 1913 г. появилась работа А. Ф. Ho jxjje Элементарный фотоэлектрический эффект . В опытах, выполненных А. Ф. Иоффе, отрицательно заряженные пылинки цинка, неподвин<но висящие в электростатическом поле между пластинами конденсатора, подвергались облучению светом ртутной лампы. Под действием света пылинка теряла электроны, ее отрицательный заряд уменьшался в результате пылинка начинала падать. Чтобы остановить падающую пылинку, надо было соответствующим образом изменить разность потенциалов пластин конденсатора. А. Ф. Иоффе установил, что теряемые пылинками порции заряда всегда кратны некоторому определенному заряду, который, очевидно, и есть заряд электрона. [c.160]

Рассмотрим способы, которыми можно установить присутствие света в некоторой точке пространства непосредственное восприятие рассеянного света, фотографические испытания, тепловой эффект и другие. Все эти способы в действительности могут быть, по-видимому, сведены к фотоэлектрическому эффекту и к рассеянию света. В самом деле, при встрече с л атериальным атомом световой квант обладает определенной, зависящей от внещних факторов вероятностью поглощения или рассеяния. Если, далее, теории удастся определить эти вероятности, пренебрегая действительными перемещениями энергии, то можно будет правильно определить в каждой точке средние значения сил взаимодействия между излучением и материей. Следуя электромагнитной теории (в согласии с этой точкой зрения находится также принцип соответствия Бора), я склонен предположить, что для материального атома вероятность поглощения или рассеяния светового кванта определяется геометрической суммой каких-либо из векторов, определяющих сталкивающиеся с этим атомом фазовые волны. Последнее предположение в действительности полностью аналогично гипотезе, принимаемой в электромагнитной теории, где интенсивность наблюдаемого света связывается с величиной равнодействующей электрического вектора. Так, в эксперименте Винера фотографическое действие происходит лишь на узловых плоскостях электрического вектора согласно электромагнитной теории магнитная энергия света не является наблюдаемой. [c.637]

В рассматриваемый период бурное развитие получают оптические системы связи. В 1870 г, был изобретен светосигнальный прибор Манжена, который долго применялся в XIX в. в различных армиях. Он состоял из керосиновой лампы, расположенной в металлическом яш,ике. Пламя лампы, находившееся в фокусе линзы диаметром около 100 мм, давало параллельный световой пучок, прерыванием которого и подавались телеграфные сигналы по азбуке Морзе. Примерно в это же время (середина XIX в.), когда не только не существовало фотоприемников, необходимейшей части всякого оптико-электронного прибора, но и сам фотоэлектрический эффект ещ е не был открыт, делались попытки создать прибор для передачи и приема оптических сигналов, модулированных звуковой частотой. В качестве индикаторов приходящих сигналов применялись довольно грубые устройства, действие которых основывалось на тепловом нагревании световыми лучами. Понятно, что такого рода устройства не могли работать удовлетворительно они были мало чувствительны и обладали большой инерционностью. Только после развития техники изготовления фотоэлементов оптическая телефония получила основу для своего развития. В 1880 г. А. Г. Белл построил так называемый фотофон, состоящий из передатчика, модулированного звуковой частотой пучка лучей, и приемника с селеновым фотоэлементом. Вышедший из передающей станции параллельной пучок лучей падал на зеркальную мембрану микрофона и после отражения от нее направлялся к приемной станции. При колебаниях мембраны поверхность ее деформировалась и в зависимости от степени отклонения от плоскости пучок отраженных ею лучей становился более или менее расходящимся. В приемную часть, следовательно, поступало большее или меньшее количество света. 1880 г. можно считать годом рождения оптических систем связи. На протяжении последующих лет было разработано и описано различными авторами несколько систем оптических телефонов, различающихся между собой по преимуществу способами получения модулированного пучка световых лучей. Наибольший интерес представляет способ модуляции светового потока, предложенный в 1897 г. Г. Симоном. Он использовал в качестве источника излучения дуговую лампу, предложенную русским изобретателем П. Н. Яблочковым, установленную в фокусе передающего параболического зеркала. Излучение лампы модулировалось системой, состоящей из микрофона, трансформатора и источников питания. Дальность работы телефона Симона была в десять раз больше дальности работы фотофона Белла и достигала примерно 2,5 км. [c.379]

Эйнштейну в 1921 г. была присуждена Нобелевская премия за заслуги перед теоретической физикой, в особенности за открытие закона фотоэлектрического эффекта . Заметим, что к тому времени уже были получены первые экспериментальные подтверждения общей теории отпосительпости (в 1919 г. во время полного солнечного затмения было обнаружено предсказанное этой теорией искривление лучей света, проходивших вблизи Солнца, под действием его гравитационного ноля). [c.18]

Оптические воздействия обусловливают механический эффект — световое давление тепловой эффект, выражающийся в изменении температуры среды в результате интегрального или селективного поглощения световой энергии оптические эффекты — интерференцию, изменения поляризации, спектральных и пространственных характеристик светового излучения (фотолюминесценцию, дифракцию, рэлеевское и комбинационное рассеяния), дисперсию электромагнитных волн, нелинейные оптические эффекты, эффект Мандельштамма—Бриллюена (возникновение дублета при рассеянии монохроматического света). Возможно, получат аналитическое применение такие электрические эффекты, как внутренний фотоэффект [7 = = /(Ф)], внешний фотоэлектрический эффект (зависимость ЭДС от Ф), фотодиффузионный эс ект Дембера [ЭДС = / (Д , Др, Ф) ], изменение диэлектрической проницаемости под действием света и др. [c.31]

Квантовая природа электромагнитных волн проявляется тем резче, чем меньше длина волны, т. к. энергия кванта пропорциональна частоте волн (см. Фотон). Однако и в онтич. области квантовая природа света проявляется не только в спектральных закономерностях, но и во многих явлениях, объединяемых под несколько условным названием действия света . К ним относятся, напр., фотоэлектрический эффект, фотохимич. явления, в частности фотографич. действие (см. Фотохимия), люминесценция, а также давление света. Последнее может быть объяснено как с классической, так и с квантовой точек зренпя. Измерение давления света сыграло важную роль в установлении того факта, что электромагнитные волны переносят не только энергию, но и импульс. [c.498]

Влияние пленок на фотоэлектрические свойства. Эллен показал, что железо, являющееся химически активным, обладает сильной фотоэлектрической активностью (легко попуская электроны при действии ультрафиолетового света) и что процессы, превращающие его в пассивное, сильно снижают его фотоэлектрическую активность. Рентшлер и Генри- нашли, что при действии кислорода на некоторые металлы меняется порог длины волны (за пределами которой начинается фотоэлектрический эффект) в одном направлении, тогда как на других металлах изменение происходит в противоположном направлении. Эти авторы нашли, что действие даже небольших количеств кислорода на титан, цирконий, серебро, железо и никель мен.чет порог в направлении коротких волн. Так как серебро (которое образует окись, нестойкую выше 200°) вновь обретает свою первоначальную фотоэлектрическую чувствительность после нагрева, тогда как золото, которое практически совсем не окисляется, не показывает какого-либо изменения порога длины волны при действии на него кислорода, то это, полагают авторы, указывает на образование нормальной окиси на этих металлах. Хентер также наблюдал, что сдвиг может происходить в том и другом направлении, но его заключения сильно отличаются от заключений Рент-шлера и Генри. [c.107]

Сущность внутреннего фотоэлектрического эффекта заключается в следующем известно, что электропроводность веществ зависит от количества носителей электрических зарядов в некоторых полупроводниках под действием света увеличивается ко-тичество носителей зарядов (электронов или дырок), что резко уменьшает их сопротивление и увеличивает электропроводность. [c.43]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...