Фотоэлектрический эффект. Вольтамперная характеристика фототока. Опытные закономерности фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.
Фотоэлектрические явления возникают в результате оптических переходов в телах и вызванного этими переходами изменения пространственного распределения электронов.
Внешний фотоэффект – это явление выбивания электронов с поверхности металла под действием светового излучения. Это явление ещё называют фотоэлектронной эмиссией. Лучистая энергия излучается в виде квантов света (фотонов) с энергией
 , |
где h – постоянная Планка ( 
); 
– частота электромагнитного колебания
 , |
где 
– скорость света; 
– длина волны электромагнитного излучения.
Квант лучистой энергии, будучи поглощённым атомом металла, может сообщить ему свою энергию, и если её будет достаточно для совершения работы выхода электрона из металла, то электрон покинет поверхность металла и станет свободным носителем электрического заряда.
Внутренний фотоэффект - это вызванные электромагнитным излучением переходы электронов внутри полупроводника, диэлектрика, молекул газа из заполненных электронами состояний в свободные без эмиссии наружу. В результате внутреннего фотоэффекта концентрация свободных носителей заряда внутри тела увеличивается, что приводит к возникновению фотопроводимости (повышению электропроводности) или возникновению электродвижущей силы.
Законы фотоэффекта:
Формулировка 1-го закона фотоэффекта: Сила фототока прямо пропорциональна плотности светового потока.
Согласно 2-му закону фотоэффекта, максимальная кинетическая энергия вырываемых светом электронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности.
3-й закон фотоэффекта: для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, то есть минимальная частота света 
(или максимальная длина волны λ0), при которой ещё возможен фотоэффект, и если 
, то фотоэффект уже не происходит.
формула Эйнштейна для фотоэффекта:
где φ — т. н. работа выхода (минимальная энергия, необходимая для удаления электрона из вещества), 
— максимальнаякинетическая энергия вылетающего электрона, 
— частота падающего фотона с энергией 
, h — постоянная Планка. Из этой формулы следует существование красной границы фотоэффекта, то есть существование наименьшей частоты ( 
), ниже которой энергии фотона уже недостаточно для того, чтобы «выбить» электрон из металла. Суть формулы заключается в том, что энергия фотона расходуется на ионизацию атома вещества и на работу, необходимую для «вырывания» электрона, а остаток переходит в кинетическую энергию электрона.
Основные свойства теплового излучения
§ Тепловое излучение происходит по всему спектру частот от нуля до бесконечности
§ Интенсивность теплового излучения неравномерна по частотам и имеет явно выраженный максимум при определенной частоте
§ C ростом температуры общая интенсивность теплового излучения возрастает
§ C ростом температуры максимум излучения смещается в сторону больших частот (меньших длин волн)
§ Тепловое излучение характерно для тел независимо от их агрегатного состояния
§ Отличительным свойством теплового излучения является равновесный характер излучения. Это значит что если мы поместим тело в термоизолированный сосуд, то количество поглощаемой энергии всегда будет равно количеству испускаемой энергии.
Основные понятия и характеристики теплового излучения