Fotoefekt. Sellest võib järeldada, et mitte igasugune valgus ei põhjusta fotoefekti, s.t. elektronide eraldumist ainest. Kuna klaas neelab tugevalt lühiainelist kiirgust, võib arvata, et pikalaineline, väiksema sagedusega kiirgus ei tekita fotoefekti. Enamikul ainetel tekib fotoefekti ultravalgus või violetne ja sinine valgus, aga punane valgus ei tekita. Sellepärast räägitakse fotoefekti punapiirist, s.o. Sellisest lainepikkusest, millest pikemaid laineid ei ole suutelised ainest elektrone vabastama. Iga footon suudab vabastada ühe elektroni. Mida rohkem on valgusvihus footoneid seda rohkem langeb neid ühes sekundis pinnaühikule. Teisiti öelduna, seda suurem on valguse intensiivsus. Seepärast määrabki intensiivsus ära ainest eraldunud elektronide arvu ja sellega ka fotovoolu tugevuse. Vabanenud elektronide kiirus on aga määratud valguse sageduse ja väljumistööga.
energiat, mis on vajalik vabanemiseks seosest aatomi-tuumadega *KUIDAS? Fotoefekti uurides jõudis Aleksandr Stoletov :järeldusteni 1. Elektronide voo tugevus on võrdeline metallile langeva valgusvooga. 2. Väljalöödud elektronide kineetiline energia sõltub ainult valguse sagedusest, ega sõltu valgusvoost. 3. Kui valguse sagedus on väiksem mingist antud ainele vastavast piirsagedusest (fotoefekti punapiirist), siis fotoefekti ei esine. *FOTOEFEKTI SEADUSPÄRASUSED Fotoefekti punapiir näitab igale ainele vastavat lainepikkust, millest pikemad lained ei ole . suutelised ainest elektrone vabastama Enamikel ainetel tekitab fotoefekti UV-valgus, .mille lainepikkus jääb vahemikku 5–400 nm Tseesiumil aga nt 680nm.. Tsingil punapiir nt 300 nm *FOTOEFEKTI PUNAPIIR
4 Fotoefekti seaduspärasused Fotoefekti uurides jõudis Aleksandr Stoletov järeldusteni: 1. Elektronide voo tugevus on võrdeline metallile langeva valgusvooga. 2. Väljalöödud elektronide kineetiline energia sõltub ainult valguse sagedusest, ega sõltu valgusvoost. 3. Kui valguse sagedus on väiksem mingist antud ainele vastavast piirsagedusest (fotoefekti punapiirist), siis fotoefekti ei esine. 5 Fotoefekti punapiir Fotoefekti punapiir näitab igale ainele vastavat lainepikkust, millest pikemad lained ei ole suutelised ainest elektrone vabastama. Enamikel ainetel tekitab fotoefekti UV-valgus, mille lainepikkus jääb vahemikku 5400 nm. Tseesiumil aga nt 680nm.. Tsingil punapiir nt 300 nm 6 Fotoefekti rakendusi
hakkavad liikuma anoodi poole. Tänu tekkinud laetud osakestele tekkibki fotovool I f If 0, +U sd Väljalennanud elektronide energia suureneb valguse sageduse suurenedes ja ei sõltu valguse energiast. · Väljalennanud elektronide arv suureneb valguse intensiivsuse suurenedes. · Fotovool ei tekki igasuguse lainepikkusega valguse puhul. Alates punapiirist voolu ei teki. Punapiir max laine pikkus millepuhul suudab valgus ainest elektrone välja lüüa. · Fotovoolu tugevus (If) sõltub rakendatud pingest (U) ja valguse intensiivsusest (I) · Fotovoolu sõltuvus pingest kaob alates teatud pingest tekkib fotovoolu küllastus (kõik e- jõuavad anoodile) · Nõrk fotovool on olemas ka pinge puudumisel (kaob, kui rakendatakse vastu pinge) 2 If
Intensiivsus määrab ära ainest eraldinud elektronide arvu ja seega ka voolutugevuse. 15. Milline on energiajaotus fotoefekti korral? Fotoefekti võrrand. - Väljumistöö, kineetilise energia andmiseks ehk (h x f) - hf= A + mv2 / 2 16. Kas alati tekib fotoefekt kui valgustada metalli pinda? Millest see sõltub? - Ei teki, sõltub sellest millise valgusega on tegu. - Ultravalgus ja violetne tekitavad hästi enamasti, punane aga peaaegu üldse mitte. - See sõltub punapiirist, pikemad lained ei ole suutelised ainest elektrone vabastama. 17. Mis on punapiir? - Sagesuse seisukohast: Mida väiksem on valguse sagedus seda halvemini vabanevad elektronid. - Lainepikkuse seisukohast: Mida pikemad lained seda halvemini vabanevad elektronid. - Fp= A/h 18. Kas elektronide kiirus sõltub kasutatava vaguse intensiivsusest? Miks? - Jah, sõtub. Mida intensiivsem on valgus, seda kiiremini elektronid eralduvad. 19
I anoodi poole. Tänu tekkinud laetud osakestele tekkibki fotovool f If 0, +U sd Väljalennanud elektronide energia suureneb valguse sageduse suurenedes ja ei sõltu valguse energiast. · Väljalennanud elektronide arv suureneb valguse intensiivsuse suurenedes. · Fotovool ei tekki igasuguse lainepikkusega valguse puhul. Alates punapiirist voolu ei teki. Punapiir maksimum laine pikkus millepuhul suudab valgus ainest elektrone välja lüüa. · Fotovoolu tugevus (If) sõltub rakendatud pingest (U) ja valguse intensiivsusest (I) · Fotovoolu sõltuvus pingest kaob alates teatud pingest tekkib fotovoolu küllastus (kõik e- jõuavad anoodile) · Nõrk fotovool on olemas ka pinge puudumisel (kaob, kui rakendatakse vastu pinge) Fotoefektile andis seletuse A.Einstein 1905 a.Einstein täiendades Plancki senist
veelgi tugevamalt tagasi kui enne ja laeng ei muutu (joon 1c). Kui keha on laetud negatiivselt, siis lööb valgus elektroni kehast jäädavalt välja (joon 1d). Laengu vähenemine kestab seni, kuni ,,üleliigne" laeng on kehast lahkunud ja keha muutub neutraalseks. Väiksema sagedusega kiirgus ei tekita fotoefekti. Enamikel ainetel tekitab fotoefekti UV kiirgus või ultravioletne-sinine valgus, aga punane valgus ei tekita. Seepärast räägitakse fotoefekti punapiirist, so sellisest lainepikkusest (või sellele vastavast sagedusest), millest pikemad lained ei ole suutelised ainest elektrone vabastama: hc max = . A 4. Planetaarse aatomimudeli raskused Planetaarse aatomimudeli suurim viga on see, et ta on õige üksnes mittekiirgava aatomi korral.
suurimat fotovoolu tugevust nimetatakse küllastusvooluks. Küllastusvool tekib nendel pingetel, mille puhul kõik valgusvoo poolt plaadist väljalöödud elertronid jõuavad võrele. Edasi selgitati katsete varal, et fotoefekt esineb pealelangeva valgusvoo kindlast lainepikkusest väiksemate lainepikkuste korral, mis iga metalli puhul on erinev. Seda lainepikkust ( või temale vastavat sagedust ) nimetatakse fotoefekti punapiiriks vastava metalli jaoks. Punapiirist lühemad lainepikkused (suuremad sagedused) fotoefekt toimib. Leelismetallides punane piir asub spektri nähtavas osas, teistel metallidel aga ultravioletses osas. Kasutades kujutlust footonitest, lõi Einstein fotoefekti teooria. Vastavalt sellele teooriale lööb footon metallile langedes sealt välja ühe elektroni. Footoni energia hf kulub seejuures tööks A ( J ), mida tuleb teha elektroni väljatoomiseks metallist -
annaabi.ee 
