Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
8.1.Podstawydoświadczalneteoriikwantów
5
Rys.8.2.Komórkafotoelektryczna:S—wiązkaświatła,K
—katoda,A—anoda,G—galwanometr,B—bateria
3.Wzrostnatężeniapromieniowanianiezmieniaenergiikinetycznejemitowanych
elektronów,lecztylkozwiększaichliczbę,awięcnatężenieprądufotoelektrycznego.
Żadnegoztychfaktówniemożnaobjaśnićnapodstawieelektromagnetycznejteorii
falświetlnych.Napodstawiefalowegoobrazuświatłanależałobyoczekiwać,żepromie-
niowanieodowolnejdługościfalimożedostarczyćwodpowiedniodługimczasieenergii
potrzebnejdooderwaniaelektronu,aenergiakinetycznawyzwolonychelektronówpo-
winnabyćzależnawłaśnieodnatężeniapromieniowania(amplitudyfaliświetlnej).
Wceluwyjaśnieniaprawrządzącychefektemfo-
toelektrycznymEinsteinrozszerzyłhipotezękwan-
ALBERTEINSTEIN
1879-1955
tówPlanckaiprzyjął,żenietylkoabsorpcjaiemisja
Fizykniemiecki,pracownikurzędupa-
energiipromienistejprzezmaterięzachodziwsposób
tentowegowZurychu,gdziepowstały
kwantowany,leczsamopromieniowaniejeststru-
jegonajbardziejznaneprace;profe-
mieniemkwantów—fotonów—poruszającychsię
sorwPradze,Berlinieinaemigracji
wPrinceton(USA).Autorteoriiwzględ-
zprędkościąc(korpuskularnateoriapromienio-
ności.OtrzymałNagrodęNoblawfizyce
wania).Energiafotonuwynosihv,przyczymvod-
(1921)zateoretycznewyjaśnienieefektu
powiadaczęstościdrgańwobraziefalowym.Jeden
fotoelektrycznego.
fotonmożewybićzpowierzchnimetalutylkojeden
elektronitopodwarunkiem,żeenergiategofotonujestwystarczająca,tj.hv≥W,gdzie
Woznaczapracęwyjściaelektronuzmetalu.Fotonyoenergiihv0=Wodpowiadają
czerwonejgranicy.Ewentualnynadmiarenergiifotonu,równyh(v–v0),zamieniony
zostajenaenergiękinetycznąwybitegoelektronu.WyrażatorównanieEinsteina:
mev2
2
=hv–hv0
(8.7)
Liniowązależnośćmaksymalnejenergiikinetycznejwybitychelektronówodvmoż-
nasprawdzićdoświadczalnie,przykładającpomiędzyelektrodykomórkifotoelektrycznej
napięcieprzeciwnieniżnarys.8.2ibadając,przyjakimnapięciuUwszystkieelektrony
zostanązahamowane,gdyfotoelektrodajestnaświetlanapromieniowaniemmonochro-
matycznymoczęstościv.Zahamowanienastępuje,jeślieU=mev2/2,awięc
U=
h
e
(v–v0)
(8.8)
WykreślajączależnośćU=f(v),otrzymujemylinięprostą.Jejnachyleniepozwala
wyznaczyćwartośćh,apunktprzecięciazosiąv—wartośćW.