Фотоэффект: фотоны и постоянная Планка
Как свет выбивает электроны из металла — и почему это заставило физику принять фотон
Главная идея: Когда свет падает на металл, он способен выбивать электроны с его поверхности. Опыты показывают, что этот фотоэффект подчиняется законам, которые волновая картина света объяснить не может. Эйнштейн решил задачу, заявив, что свет доставляется неделимыми порциями энергии — фотонами, каждый из которых несёт энергию E = hf. Один фотон — один электрон. Это единственное уравнение связывает цвет, энергию и странное поведение эффекта «всё или ничего» и принесло Эйнштейну Нобелевскую премию 1921 года.
К концу темы вы сможете:
- описать фотоэффект и четыре опытных закона, которым он подчиняется;
- объяснить, почему классическая волновая теория не работает и как её спасает идея фотона;
- пользоваться уравнением Эйнштейна для фотоэффекта hf = A + Ek(макс);
- вычислять энергию фотона, работу выхода, красную границу и запирающее напряжение;
- назвать значение и единицы постоянной Планка и применять её в задачах.