1 КУРС (Лекции по оптике и электричеству и магнетизму) / Lektsia_13_pdf-77762392
.pdf
Фотоэффект.
Крахалев М.Н.
Внутренний фотоэффект наблюдается в полупроводниках и диэлектриках. Он заключается в обусловленном действием света перераспределении электронов по энергетическим уровням (без вылета из вещества). Электроны могут переходить из валентной зоны в зону проводимости, что приводит к появлению дополнительных зарядов и увеличению электропроводности вещества. На внутреннем фотоэффекте основано действие фотосопротивлений (например фотодетекторов).
Вентильный фотоэффект – возникновение ЭДС (фото ЭДС) при освещении контакта двух разных полупроводников (p- и n-типа) или контакта полупроводникметалл. Разновидность внутреннего фотоэффекта.
Неосновные для данной области носители зарядов, возникшие под действием света, проходят через границу. В результате в p-области накапливается избыточный положительный заряд, в n- области – избыточный отрицательный. Это приводит к возникновению приложенного к переходу напряжения.
Эффект Комптона.
Крахалев М.Н.
Особенно отчетливо корпускулярные свойства света проявляются в явлении, которое получило название эффект Комптона. Исследуя рассеяние рентгеновских лучей различными веществами Комптон обнаружил, что в рассеянных лучах, наряду с излучением первоначальной длинны волны l0, содержатся так же лучи большей длинны волны l.
Dl = l0-l оказалась независящей от l0 и от природы вещества. Экспериментально была установлена следующая закономерность:
- комптоновская длинна волны, не зависящая от свойств рассеивающей среды.
Эффект Комптона.
Крахалев М.Н.
Объяснение эффекта Комптона было дано в 1923 году А. Комптоном и П. Дебаем (независимо) на основе квантовых представлений о природе излучения. Если принять, что излучение представляет собой поток фотонов, то эффект Комптона есть результат упругого столкновения рентгеновских фотонов со свободными электронами вещества. У легких атомов рассеивающих веществ электроны слабо связаны с ядрами атомов, поэтому их можно считать свободными. В процессе столкновения фотон передает электрону часть своей энергии и импульса в соответствии с законами сохранения.
Крахалев М.Н.
Электромагнитное излучение обнаруживает единство корпускулярных и волновых свойств.
Явления, подтверждающие |
Излучение абсолютно черного |
|||||||
квантовые представления о природе |
тела, фотоэффект, эффект |
|||||||
света |
Комптона |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Явления, подтверждающие волновую |
Интерференция, дифракция, |
|||||||
природу света |
поляризация |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Явления, объяснимые как волновой, |
Давление и преломление света |
|||||||
так и квантовой теориями |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Уравнения, связывающие |
e = hn = |
hc |
|
|||||
корпускулярные и волновые свойства |
l |
|||||||
|
|
|
||||||
излучения |
p = |
hn |
= |
h |
|
|||
|
|
|
||||||
|
|
c l |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Крахалев М.Н.
Для самостоятельного изучения:
Элементы специальной теории относительности.
1.Принцип относительности.
2.Независимость скорости света от движения источника.
3.Преобразование координат и времени, собственное время.
4.Эффект замедления времени.
5.Инвариантность интервала между двумя событиями.
6.Преобразования Лоренца.
7.Эффект Доплера.