Фотоэффект

Пороговая частота

Условие hν≥Φ даёт ν₀=Φ/h. Ниже пороговая частота увеличение интенсивность не компенсирует недостаточную энергию отдельных фотоны в однофотонной модели.

Именно наличие порога было ключевым фактом, который классическая непрерывная картина передачи энергии не объясняла.

Уравнение Эйнштейна

K_Макс=hν−Φ. При измерении останавливающий потенциал V_s выполняется eV_s=K_Макс для наиболее быстрых электроны.

График eV_s от ν линейный: склон даёт h, перехватывать связан с Φ.

Интенсивность и частота

Выше порога увеличение интенсивность обычно увеличивает число испускаемые электроны и ток насыщения, но не K_Макс.

Увеличение частота повышает энергию каждого фотон и, при постоянной Φ, увеличивает K_Макс.

Рабочая функция поверхности

Φ зависит от материала, кристаллографическая грань, загрязнения и состояния поверхности. Это не абсолютно неизменная «энергия металла».

Фотоэлектронная спектроскопия использует тот же энергетический баланс, но анализирует энергии связи и полосовая структура.

Временная картина

В фотонная модель энергия передаётся в отдельном квантовом событии, поэтому выбросы не требует длительного классического накопления энергии.

При очень высоких интенсивность лазера возможны многофотонные процессы, но это другой режим.

Волна и квант

Фотоэффект демонстрирует квантованный обмен энергией, но тот же свет проявляет вмешательство и дифракция.

Квантовая теория не сводит свет только к частицам или только к волнам: разные эксперименты измеряют разные аспекты одной теории.

Как читать ВАХ-кривая

Кривая фототок-напряжение разделяет две величины: ток насыщения связан с числом собранных электроны, останавливающий потенциал — с K_Макс.

Загрязнение поверхности может менять рабочая функция, поэтому подготовка поверхности является частью физики эксперимента.

Разобранный пример