|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Фотоэффект | Фотоэффект (далее Ф) испускание электронов веществом под действием электромагнитного излучения (фотонов). Ф был открыт в 1887 Г. Герцем. Первые фундаментальные исследования Ф, выполнены А. Г. Столетовым (1888). Он установил, что в возникновении фототока в цепи, содержащей металлические электроды и источник напряжения, существенную роль играет освещение отрицательного электрода и что сила фототока пропорциональна интенсивности света. Ф Ленард (1899) доказал, что при освещении металлов из них испускаются электроны. Первое теоретическое объяснение законов Ф дал А. Эйнштейн (1905). В дальнейшем теория Ф была развита в наиболее последовательном виде И. Е. Таммом и С. П. Шубиным (1931). Большой вклад в экспериментальное исследование Ф внесли работы А. Ф Иоффе (1907), П. И. Лукирского и С. С. Прилежаева (1928).
Ф – квантовое явление, его открытие и исследование сыграли важную роль в экспериментальном обосновании квантовой теории: только на ее основе оказалось возможным объяснение закономерностей Ф Свободный электрон не может поглотить фотон, т.к. при этом не могут быть одновременно соблюдены законы сохранения энергии и импульса. Ф из молекулы или конденсированной среды возможен из-за связи электрона с окружением. Эта связь характеризуется в энергией ионизации, в конденсированной среде – работой выхода. Закон сохранения энергии при Ф выражается соотношением Эйнштейна:  , где E – кинетическая энергия фотоэлектрона,  – энергия фотона,  – Планка постоянная, Ei – энергия ионизации или работа выхода электрона из тела. При  < Ei, Ф невозможен.
Ф может наблюдаться в газах на отдельных и молекулах (фотоионизация). Первичным актом здесь является поглощение фотона и ионизация с испусканием электрона. С высокой степенью точности можно считать, что вся энергия фотона за вычетом энергии ионизации передается испускаемому электрону. В конденсированных средах механизм поглощения фотонов зависит от их энергии. При  , равных или не очень сильно (в десятки и сотни раз) превышающих работу выхода, излучение поглощается электронами проводимости (в металлах) или валентными электронами (в полупроводниках и диэлектриках), коллективизированными в твердом теле. В результате может наблюдаться фотоэлектронная эмиссия (внешний фотоэффект) с граничной энергией фотонов, равной работе выхода, или фотоэффект внутренний (фотопроводимость и др. фотоэлектрические явления) с граничной энергией фотонов, равной ширине запрещенной зоны.
При энергиях фотонов  , во много раз превышающих энергию межатомных связей в конденсированной среде (гамма-излучение), фотоэлектроны могут вырываться из "глубоких" оболочек Влияние среды на первичный акт Ф в этом случае пренебрежимо мало по сравнению с энергией связи электрона в и Ф происходит так же, как на изолированных Эффективное сечение Ф sф сначала растет с w, а затем, когда  становится больше энергии связи электронов самых глубоких оболочек уменьшается. Такая зависимость sф от w качественно объясняется тем, что чем больше  по сравнению с Ei, тем пренебрежимее связь электрона с а для свободного электрона Ф невозможен. Вследствие того, что электроны К-оболочки наиболее сильно связаны в и эта связь возрастает с номером Z, sф имеет наибольшее значение для К-электронов и быстро увеличивается при переходе к тяжелым элементам (~ Z5). При  порядка энергий связи Ф является преобладающим механизмом поглощения гамма-излучения при более высоких энергиях фотонов его роль становится менее существенной по сравнению с др. механизмами: Комптона эффектом, рождением электронно-позитронных пар.
Ядерным Ф называется поглощение g-кванта ядром, сопровождающееся его перестройкой (см. Фотоядерные реакции).
Ф широко используется в исследованиях строения вещества – ядер, твердых тел (см. Фотоэлектрические явления), а также в фотоэлектронных приборах.
Лит.: Hertz Н., Uber einen Einfluss des ultravioletten Lichtes auf die electrische Entladung, "Annalen der Physik und Chemie", 1887, Bd 31; Столетов А. Г., Избр. соч., М. – Л., 1950; Эйнштейн А., Собр. научн. тр., т. 3, М., 1966; Tamm Ig., Scliubin ., Zur Theorie des Photoeffektes an Metalien, "Zeitschrift fur Physik", 1931, Bd 68; Лукирский П. И., О фотоэффекте, Л. – М., 1933; Стародубцев С. В., Романов А. М., Взаимодействие гамма-излучения с веществом, ч. 1, Таш., 1964.
Т. М. Лифшиц.
|
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
|
|
Новости 31.10.2025 15:44:00
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
