Открытие явления фотоэффекта - Квантовая механика
В 1887 году немецким физиком Г. Герцем и в 1888-1890 годах экспериментально исследован А. Г. Столетовым. Наиболее полное исследование явления фотоэффекта было выполнено Ф. Ленардом в 1900г. К этому времени уже был открыт электрон (Д. Томсон, 1897г.), и стало ясно, что фотоэффект (или точнее - внешний фотоэффект) состоит в вырывании электронов из вещества под действием падающего на него света.
Рисунок 1. Схема экспериментальной установки для изучения фотоэффекта
Многочисленными экспериментаторами были установлены следующие основные закономерности фотоэффекта:
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с увеличением частоты света н и не зависит от его интенсивности.
Для каждого вещества существует так называемая красная граница фотоэффекта, т. е. наименьшая частота нMin, при которой еще возможен внешний фотоэффект.
Число фотоэлектронов, вырываемых светом из катода за 1 с, прямо пропорционально интенсивности света.
Фотоэффект практически безынерционен, фототок возникает мгновенно после начала освещения катода при условии, что частота света н > нMin.
Все эти закономерности фотоэффекта в корне противоречили представлениям классической физики о взаимодействии света с веществом. Согласно волновым представлениям электрон при взаимодействии с электромагнитной световой волной должен был бы постепенно накапливать энергию, и потребовалось бы значительное время, зависящее от интенсивности света, чтобы электрон накопил достаточно энергии для того, чтобы вылететь из катода. Как показывают расчеты, это время должно было бы исчисляться минутами или часами. Однако опыт показывает, что фотоэлектроны появляются немедленно после начала освещения катода. В этой модели невозможно было также понять существование красной границы фотоэффекта. Волновая теория света не могла объяснить независимость энергии фотоэлектронов от интенсивности светового потока, пропорциональность максимальной кинетической энергии частоте света.
Таким образом, электромагнитная теория света оказалась неспособной объяснить эти закономерности.
Выход был найден А. Эйнштейном в 1905 г. Теоретическое объяснение наблюдаемых закономерностей фотоэффекта было дано Эйнштейном на основе гипотезы М. Планка о том, что свет излучается и поглощается определенными порциями, причем энергия каждой такой порции определяется формулой E = hн, где h - постоянная Планка (1,05*10-27 эрг*с), а н - частота световой волны. Эйнштейн сделал следующий шаг в развитии квантовых представлений. Он пришел к выводу, что и свет имеет прерывистую дискретную структуру. Электромагнитная волна состоит из отдельных порций - квантов, впоследствии названных фотонами. При взаимодействии с веществом фотон целиком передает всю свою энергию hн одному электрону.
Похожие статьи
-
Квантовые постулаты Бора и волновые свойства микрочастиц. Гипотеза де Бройля - Квантовая механика
Следующий шаг в развитии представлений об устройстве атома сделал в 1913 году выдающийся датский физик Н. Бор. Проанализировав всю совокупность опытных...
-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ - Квантовая механика
Три четверти века назад Нильс Бор сказал: "Кто не остался в шоке от квантовой теории, тот ее не понял". В наше время остается только признать, что...
-
Будущее квантовой механики - Квантовая механика
Вначале 20 в. выяснилось, что классическая механика И. Ньютона имеет ограниченную область применимости и нуждается в обобщении. Во-первых, она не...
-
Опыт Резерфорда. Ядерная модель атома - Квантовая механика
Первая попытка создания модели атома на основе накопленных экспериментальных данных принадлежит Дж. Томсону (1903 г.). Он считал, что атом представляет...
-
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ - Квантовая механика
Вначале 20 в. выяснилось, что классическая механика И. Ньютона имеет ограниченную область применимости и нуждается в обобщении. Во-первых, она не...
-
Положения и принципы современной квантовой механики - Квантовая механика
Еще одной очень важной особенностью этой науки, в отличие от классической ньютоновской механики, является невозможность разделить микрообъект и...
-
Квантовый механика атом Квантовая механика - теория, устанавливающая способ описания и законы движения микрочастиц (элементарных частиц, атомов, молекул,...
-
В настоящее время в области фундаментальной теоретической физики выделяются три уровня строения материи: микромир - мир предельно малых, непосредственно...
-
Хаос порядок термодинамический равновесие - Хаос и порядок. Явление самоорганизации
Могут быть разные виды открытых микроскопических и макроскопических систем, в которых происходит обмен и трансформация энергии, приводящие к...
-
Вирус белок генетический фаг Основные проблемы и явления Бактериофаги являются паразитами представителей почти всех групп прокариотических организмов от...
-
Жизнедеятельность клетки характеризуется непрерывно протекающими в ней процессами обмена веществ, причем цитоплазма избирательно реагирует на воздействие...
-
Хаос как основа порядка - Хаос и порядок. Явление самоорганизации
Рассмотрим кинетическую энергию совокупности частиц. Если вдруг окажется, что все частицы движутся в одном и том же направлении с одинаковыми скоростями,...
-
Введение, История открытия - Витамин Н, биотин
В составе пищи, которую мы едим, содержаться различные вещества, необходимые для нормальной работы всех органов, способствующие укреплению организма,...
-
Открытие клетки - Цитологические исследования
Изучение мельчайших структур живых организмов стало возможным лишь после изобретения микроскопа, т. е. после 1600. Первое описание и изображения клеток...
-
Открытия и достижения - Достижения и открытия ученых микробиологов нашей страны
С. Н. Виноградский (1856--1953) внес большой вклад в исследование физиологии серобактерий, нитрифицирующих и железобактерий; открыл хемосинтез у бактерий...
-
Ферменты рестриктазы - Великие открытия в генетике ХХ века
Прорыва, приведшего ко всем предыдущим открытиям, могло и не случиться, если бы не бактериальный вирус, следующее открытие было также сделано благодаря...
-
Генетический код - Великие открытия в генетике ХХ века
РНК передает инструкции от ДНК для создания белка. Но каков генетический код - последовательность инструкций, которая делать этот процесс возможным? В...
-
Законы наследственности - Великие открытия в генетике ХХ века
Когда нас зачинают родители, мы наследуем их черты. Но как они перемешиваются? В середине 19 века монах-августинец по имени Грегор Мендель занялся...
-
Теория Вехтерхойзера - Зарождение жизни в горячей воде
Геотермальный химический вехтерхойзер Теория железосерного мира Особенно интенсивная форма содействия минералов и горных пород пребиотическому синтезу...
-
История открытия, Биологическая роль - Свойства холестерина
В 1769 году Пулетье де ла Саль получил из желчных камней плотное белое вещество ("жировоск"), обладавшее свойствами жиров. В чистом виде холестерин был...
-
В электронном микроскопе формирование изображений осуществляется с помощью электронов, что обеспечивает высокое разрешение из-за их короткой длины волны....
-
Введение, Современная физическая картина мира - От физики существующего к физике возникающего
Представленная работа посвящена теме "От физики существующего к физике возникающего". Проблема данного исследования носит актуальный характер в...
-
Введение, Историческая справка, Эпоха первых открытий - Синтез и ресинтез видов
Люди издавна занимались селекцией, сами об этом и не подозревая. Природа также вела естественный отбор наиболее приспособленных особей. Результатом...
-
Определения и основные характеристики электромагнитного поля Среди электромагнитных полей вообще, порожденных электрическими зарядами и их движением,...
-
Понятие структуры - Хаос и порядок. Явление самоорганизации
Каждый из нас в общих чертах знает, что такое структура; как правило, это определенное расположение, конфигурация частиц -- атомов, молекул или ионов....
-
Введение - Хаос и порядок. Явление самоорганизации
Испокон веков, то есть, во все времена и даже без времен, Хаос и Порядок жили вместе и очень дорожили друг другом. Да ведь как было не дорожить тем, что...
-
1) [-]расширить представления о многообразии животных 2) [-]расширить вопрос о значении ланцетника в жизни человека 3) [+]обосновать родство...
-
НМС - это синапс между аксоном мотонейрона и мышечным волокном. Синапс состоит из пресинаптической мембраны, синаптической щели и постсинаптической...
-
РНК-вмешательство, генов - Великие открытия в генетике ХХ века
В 1997 году ученые Эндрю Файер и Крейг Мелло провели серию экспериментов, чтобы лучше понять функции отдельных генов. Они ввели искусственную РНК,...
-
Минисателлитные последовательности ДНК - Великие открытия в генетике ХХ века
Лондон, 1985 год. На самолете из Ганы прилетел мальчик, цель его визита - воссоединиться с матерью. Но инспекторы таможни подозрительны: оказалось, что...
-
Альтернативный РНК-переключатель - Великие открытия в генетике ХХ века
С открытием РНК-посредника ученые поняли процесс, с помощью которого ДНК передает инструкции для создания белка цитоплазме. Десятилетиями считалось, что...
-
Введение в биологию - Введение в физиологию
Биология (от греч. bios-жизнь, logos-понятие, учение) - это наука, изучающая живые организмы. Развитие этой науки шло по пути последовательного упрощения...
-
Математика и окружающая среда - Методология научного исследования в естествознании
Повсюду нас окружают движение, переменные величины и их взаимо-связи. Различные виды движения и их закономерности составляют основной объект изучения...
-
РНК-посредник - Великие открытия в генетике ХХ века
За годы до того, как Уотсон и Крик начали определять структуру ДНК, ученые уже знали, что именно ДНК создает белок, который находится в цитоплазме. Но...
-
Двойная спираль - Великие открытия в генетике ХХ века
Еще в 1951 году химическая структура ДНК манила своей неизвестностью. В Англии в Кембридже биолог Джеймс Уотсон и физик Френсис Крик работали над...
-
Мигрирующие гены - Великие открытия в генетике ХХ века
До сих пор после рассмотрения работ Менделя , Моргана и Бидла с Тейтумом мы лишь видели, как гены передаются, где они находятся и как они работают, но...
-
Введение, Белки - Анализ пищевых веществ, необходимых для организма человека
Организм человека состоит из белков (19,6 %), жиров (14,7 %), углеводов (1 %), минеральных веществ (4,9 %), воды (58,8 %), Он постоянно расходует эти...
-
Заряженная частица при прохождении через вещество теряет свою энергию вследствие ионизационного торможения. Ионизационное торможение - это механизм...
-
Введение, Что такое микробиология? - Достижения и открытия ученых микробиологов нашей страны
Микробиология ученый открытие эмпирический Микробиология прошла длительный путь развития, исчисляющийся многими тысячелетиями. Уже в V. VI тысячелетии до...
-
Способы существования и типы жизни - Прокариотические организмы и их роль в биоценозах
В зависимости от того, какой источник энергии могут использовать прокариоты, их делят на фототрофофв (источник энергии - свет) и хумотрофов (источник...
Открытие явления фотоэффекта - Квантовая механика