Fotoefekt elektronide väljalöömine ainest valguse toimel; avastas Hertz. 1) Zn plaat laadimata, ei teki elektrilaengut 2)plaat positiivselt laetud, laeng ei muutu valguse toimel 3)plaat negatiivselt, laeng kaob valguse toimel 4)negatiivselt plaadi ette klaas, laeng ei kao. Stoletov´i katse mõõdeti fotovoolu tugevust pingest. F seaduspärasused: 1)küllastusvoolu tugevus oleneb katoodile langeva valguse intensiivsusest 2) fotoelektronide kiirus oleneb valguse sagedusest; mida suurem valguse sagedus, seda suurem elektronide kineetiline energia. 3)iga metalli jaoks esineb valguse sageduse pii, punapiir, millest väiksema sagedusega valgus ei põhjusta enam fotoefekti; sel juhul läheb valgusenergia vaid metalli soojenemisele. Küllastusvool pingest sõltumatu
*Fotoefekt ehk fotoelektriline efekt kujutab endast elektromagnetkiirguse toimel tekkivat elektronide emissiooni metalli pinnalt, nn fotovoogu. *FOTOEFEKT Fotoefekti tekkimiseks peab pinnale langeva elektromagnetkiirguse sagedus ületama sellele pinnale . omase lävisageduse Vastasel juhul ei omista elektronid 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
Fifth level kus, h· footoni energia [J] A elektroni väljumistöö [J] A (m·v2)/2 kineetiline energia [J] Nobeli preemia 1921 aastal 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
· Tõestati ära keha pinnalt ajaühikus kiiratav soojuskiirgus : (E= · M.Plancki teooriat tunnistati aga pärast A.Einsteini gotoefekti teooriat (1905) ning Bohri aatimoteooriat (1913) - nende tööd kinnitasid tema väidete õigsust 1. Fotoefekt · Fotoefekt on nähtus, kus valguse mõjul lüüakse metalli pindmistest kihtidest välja elektrone · Selle efekti avasta s 1887 H.Herz , eksperimentaalselt uuris seda vene füüsik A.Stoletov, kus kes koostas vooluringi kus oli: 1. Elementidest patarei 2. Kondensaator (positiivne plaat valmistati traatvõrgust ja negatiivne tsingist - see loovutas valguse mõjul kergesti elektrone) 3. Elektrikaar, sellest tuli valgus, läbides auklikku elektroodi, sattudes negatiivselt laetud plaadile 4. Galvanomeeter registreeris valguse poolt tekitatud fotovoolu 5
FOTOEFEKTI PUNAPIIR suurim lainepikkus, mille puhul veel tekib fotoefekt Fotoefekti seaduspärasused: I seadus: Kiirguse poolt väljalöödud elektronide maksimaalne kineetiline energia ei sõltu kiirguse intensiivsusest vaid sõltub kiirguse sagedusest (lainepikkusest) ja elektroodi materjalist II seadus : Fotoefekti punapiir sõltub ainult elektroodi materjalist ega sõltu kiirguse intensiivsusest. Fotoefekti seaduspärasusi uuris põhjalikumalt vene füüsik Aleksander Stoletov Valguse toimel katoodist väljalöödud elektronid, mida kutsutakse fotoelektronideks, liiguvad anoodile. Tekib el.vool Tekkinud fotovoolu tugevust saame mõõta milliampermeetriga Fotoefekti III seadus: Küllastusvool on võrdeline elektroodile langeva valgusvooga Fotoefekti teooria Fotoefekti ei saa seletada valguse laineteooria järgi. Mõõtmised aga näitavad, et valgusel kulub elektroni välja löömiseks 10-9 s. Fotoefektile andis seletuse A. Einstein 1905.a. Ta
Elektronid liiguvad anoodi poole ja tekitavad vooluringis voolu, mille tugevust mõõdetakse milliapermeetriga. Pinget anoodi ja katoodi vahel saab mõõta. Osa valguse poolt väljalöödud elektrone jõuavad anoodile ka siis, kui pinge on null. 3. Fotoeffekti I seadus. Selgita, kuidas selleni jõuti. Valguse poolt ühest sekundis väljalöödud elektronide arv on võrdeline valguse intensiivsusega e. Heledusega. Stoletov muutis katoodile langeva valguse värvust, koos sellega sagedust. Sellest tingituna muutus tõkke pinge suurus. Mida suurem sagedus, seda suurem tõkkepinge. 4. Fotoeffekti II seadus. Selgita, kuidas selleni jõuti. Fotoelektronide max. Kineetiline energia kasvab võrdeliselt valguse sagedusega ja ei sõltu valguse intensiivsusest. 5. Mis on küllastusvool? Milline tingimus on selle korral täidetud?
metallplaadi pinnalt negatiivse laenguga osakesed. Nende osakeste massi ja laengu mõõtmise tulemused näitasid ,et tegemist on elektroonidega. Fotoefektiks nimetatakse negatiivelt laetud elektronide väljalöömist ainest valguse toimel. Valgus ei kiirgu aatomeist lainetena, vaid kvantide kaupa. Väljumistööks nimetatakse vähimat energiahulka, mis on vajalik elektroni ainest väljaviimiseks. Fotoefekti seaduspärasusi uuris esimesana põhjalikumalt vene füüsik A.Stoletov 1888-1890 aastatel. Kasutades kahe elektroodiga klaasballooni, milles oli vaakum, uuris Stoletov erineva intensiivsuse ja spektraalse koostisega valgusvoogude tulemusi. Et kui palju elektrone katoodilt väljalöödi. Mis toimub? Süsteem: Vaakumis kapslis, kus ei hõlju ühtegi elektrit juhtivat osakest, asetsevad 2
Mis saab edasi? Einstein töötas oma elu lõpuni ühtse välja teooria loomise nimel. Ühtse välja teooria peaks kirjeldama korraga kõiki loodusnähtusi. Kogu füüsika koosnekski siis ainult ühest teooriast. Einstein seda endale võetud ülesannet lahendada ei jõudnud. Ehk kunagi jõuavad teadlased selleni. Seniks jääb füüsika arengut näitava skeemi lõppu punane küsimärk püsima. Maailma füüsikud, kes on teinud suuri avastusi optikas ja kvantfüüsikas Alekstandr Stoletov (1839 1896) Väljapaistev vene füüsik. Fotoefekti uurimine tegi ta maailmakuulsaks. Ta näitas ka fotoefekti praktilise kasutamise võimalust. Doktoridissertatsioonis "Pehme raua magneetumisfunktsiooni uurimine" töötas ta välja ferromagneetikute uurimismeetodi ja tegi kindlaks magneetumiskõvera kuju. Stoletovi doktoritöö järeldusi kasutati praktikas elektrimasinate konstrueerimisel. Palju energiat kulutas ta füüsika edendamisele Venemaal. Max Planck (1858 1947)
6. Mida nimetatakse fotoefektiks? Elektronide väljalöömist ainest (metallist, pooljuhist) valguse toimel. 7. Analüüsi elektroni välja löömist metallist valguse toimel, kui metall on + laenguga ja kui metall on laenguga. + laenguga metall tõmbab väljalöödud elektroni tagasi, -laenguga metalli puhul aga seda ei juhtu. 8. Joonista fotoefekti uurimisseadme skeem. Vt joonis 13.3 lk 84 9. Kes uuris selle skeemi abil esimesena fotoefekti seaduspärasusi juba 1888.a.? Vene füüsik A. Stoletov (1839-1896) 10. Kes selgitas fotoefekti 1905.aastal ja sai selle töö ja lisaks valguse kvantteooria eest 1921.a. Nobeli preemia? Albert Einstein. 11. Joonista fotovoolu graafik sõltuvalt katoodi ja anoodi vahelisest pingest. Vt joonis 13.4 lk 85 18. Selgita graafiku osi: vool enne 0 pinget, vool peale 0 pinget ja küllastusvool. Enne 0 on pinge negatiivne ja mingil pingel
jõudnud anoodile. fotoefekti punane piir- kõige madalamat sagedust, mil fotovool tekib. Stoletovi seadused- Stoletovi seadused: - küllastunud fotovoolu tugevus ei sõltu kiirguse intensiivsusest vaid kiirguse võnkesagedusest. -teisest seadusest järeldub, et kiirguse sageduse vähendamisel tekib niisugune olukord kus fotovool lakkab.Kõige madalamat sagedust, mil fotovool tekib nim fotovoolu panaseks piiriks. Muutes katoodi materjale leidsi Stoletov, et sama kiirgus sageduse puhul on fotovool erinevate materjalide puhul erinev. -Fotoefekti punane piir sõltub üksnes elektroodi materjalist, ega sõltu kiirguse intensiivsusest Katoodist väljunud elektronide arv on võrdeline valgusvooga. Ik ~ fii Suur osa kvantide energiast läheb valgust neelava aine soojendamiseks ja ainult väike osa fotoelektronidele. Peale käsitletud välisfotoefekti on olemas ka sisefotoefekt, mida täheldatakse dielektrikutes ja pooljuhtides.
Mõlemat nähtust seletatakse valguskvantide ehk footonite abil, mis on valguse osakesed ja mis liiguvad sirgjooneliselt (kulgevad). Välisfotoefekt seisneb ainest (peamiselt metallist) elektronide väljalöömises valguse abil. Efekti avastas 1887.a. H. Hertz, kui ta uuris elektroodide vahel tekkivat sädelahendust. Ta märkas, et säde tekkis paremini, kui elektroode valgustada. Põhjalikumalt uuris Aleksander Stoletov 1888.a. Efekti ei osatud kaua aega seletada, isegi pärast seda kui tehti kindlaks , et ainest lahkuvad elektronid. Laineteooria kohaselt oleks pidanud elektronid ainest eralduma ca 1 tund pärast valgustamise algust, kuid katsed näitasid, et protsess algab praktiliselt silmapilkselt. . Nähtusele andis seletuse A. Einstein 1905.a. kasutades valguskvandi mõistet. Tema järgi kvandienergia kulub elektroni väljalöömiseks ning selle liikumapanemiseks: hf = A + mv2/2,
annaabi.ee 
