Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика
жүктеу/скачать 6,71 Mb. Pdf көрінісі
|
| ДЕЙСТВИЯ СВЕТА
§ 182. Действия света на вещество. Фотоэлектрический эф- фект. Световая волна, падающая на тело, частично отражается от него, частично проходит насквозь, частично п о г л о щ а е т- с я (см. § 76). В большинстве случаев энергия поглощенной световой волны целиком переходит во внутреннюю энергию ве- щества, что приводит к нагреванию тела. Нередко, однако, из- вестная часть этой поглощенной энергии вызывает и другие яв- ления. Очень важными действиями света, получившими большие практические применения, являются фотоэлектрический эф- фект, фотолюминесценция и фотохимические превращения. Рис. 330. Фотоэффект: под действием света металл теряет отрицатель- ные заряды Простейший опыт, обнаруживающий фотоэлектрический эф- фект (фотоэффект), уже был описан в томе II, § 9. Хорошо очи- щенная цинковая пластинка 1 (рис. 330) прикреплена к электро- скопу 2 и освещается источником 3, богатым ультрафиолетовым
424 Гл. XXI. Действия света излучением (электрическая дуга или кварцевая ртутная лампа). Если электроскоп заряжен о т р и ц а т е л ь н о, то под действием света ртутной лампы он разряжается. Разряд происходит тем быстрее, чем больше освещенность пластинки, т. е. чем больше световой поток, падающий на пластинку. Явление разряда не происходит, если на пути лучей помещено стекло 4, задержи- вающее ультрафиолетовое излучение. Если электроскоп заряжен п о л о ж и т е л ь н о, то заряд на нем сохраняется, несмотря на освещение. Из этих опытов, равно как из других, им подобных, можно прийти к следующим заключениям. От р и ц а т е л ь н ы й з а- р я д т е р я е т с я с поверхности металла при освещении. П о- л о ж и т е л ь н ы й з а р я д с о х р а н я е т с я на поверхности металла, несмотря на освещение. Этот важный вывод, показыва- ющий, что эффект наблюдается лишь в том случае, когда осве- щаемая пластинка соединена с отрицательным полюсом бата- реи, впервые с полной определенностью был установлен русским физиком Александром Григорьевичем Столетовым (1839–1896). В случае цинковой пластинки существенное значение для явле- ния имеет освещение ультрафиолетовым излучением. Описанный опыт показывает различие в свойствах отрица- тельных и положительных зарядов, входящих в состав металла. Первые представляют собой электроны, слабо связанные с ме- таллом и могущие легко перемещаться в металле (проводимость) и сравнительно легко удаляться за его пределы (фотоэффект). Вторые же являются положительными ионами, составляющими решетку этого металла, так что вырывание их есть не что иное, как распыление самого металла. Если металл заряжен отрица- тельно, то освобожденный электрон удаляется прочь от метал- ла под действием электрического поля, созданного заряженным металлом. В случае положительного заряда электроны, которые всегда имеются в металле, могли бы быть также освобождены светом. Но электрическое поле, имеющееся вокруг положительно заряженного тела, т о р м о з и т вылетевшие электроны и стре- мится вернуть их обратно к телу. Поэтому, если кинетическая энергия вылетевшего электрона (а следовательно, и его скорость) недостаточно велика, то электроны, несмотря на действие света, не могут покинуть пластинку, и положительный заряд ее остает- ся неизменным. Способность света вызывать отделение электронов от метал- ла является одним из важнейших доказательств электромагнит- ного характера световой волны. Под действием электрического поля световой волны электрон получает энергию, достаточную Гл. XXI. Действия света 425
для того, чтобы, несмотря па действие сил, удерживающих его, вырваться за пределы металла. Однако ознакомление с законами фотоэффекта показывает, что дело обстоит значительно сложнее.
жүктеу/скачать 6,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|