(4)
Пример 1. Определить максимальную скорость vmax фотоэлектронов, вырываемых с поверхности серебра: 1) ультрафиолетовым излучением с длиной волны λ1 =0,155 мкм; 2) γ-излучением с длиной волны λ2=2,47 пм.
Решение. Максимальную скорость фотоэлектронов определим из уравнения Эйнштейна для фотоэффекта:
ε =A+Tmax (1)
Энергия фотона вычисляется по формуле ε = hc/λ , работа выхода А указана в табл. 20 для серебра A =4,7 эВ.
Кинетическая энергия фотоэлектрона в зависимости от того, какая скорость ему сообщается, может быть выражена или по классической формуле
T= ½ m0v2 (2)
или по релятивистской
Т = (m—m0)c2 (3) Мультивибратор Промышленная электроника
Скорость фотоэлектрона зависит от энергии фотона, вызывающего фотоэффект: если энергия фотона ε много меньше энергии покоя электрона Е0 , то может быть применена формула (2); если же ε сравнима по размеру с Е0 , то вычисление по формуле (2) приводит к грубой ошибке, в этом случае кинетическую энергию фотоэлектрона необходимо выражать по формуле (3)
1. В формулу энергии фотона ε = hc/λ подставим значения величин h, с и λ и, произведя вычисления, для ультрафиолетового излучения получим
ε1=1,28 аДж = 8 эВ.
Это значение энергии фотона много меньше энергии покоя электрона (0,51 МэВ). Следовательно, для данного случая максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона в формуле (1) может быть выражена
по классической формуле (2) ε1=A+ ½ m0v2max , откуда
(4)
Выпишем величины, входящие в формулу (4): ε1=1,28×10-18 Дж (вычислено выше); A=4,7 эВ = 4,7×1,6*10-19 Дж = 0,75*10-18 Дж; m0=9,11×10-31 кг (см. табл. 24).
Подставив числовые значения в формулу (4), найдем максимальную скорость:
vmax =1,08 Мм/с.
2. Вычислим теперь энергию фотона γ-излучения:
ε2=hc/λ2 = 8,04 фДж = 0,502 МэВ.
Работа выхода электрона (A = 4,7 эВ) пренебрежимо мала по сравнению с энергией γ-фотона, поэтому можно принять, что максимальная кинетическая энергия электрона равна энергии фотона:
Tmax = ε2=0,502 МэВ.
 |
 |
Выполнив преобразования, найдем
Сделав вычисления, получим
β = 0,755.
Следовательно, максимальная скорость фотоэлектронов, вырываемых γ-излучением,
vmax=cβ=226 Mм/c
При контакте двух полупроводников с разным типом проводимости образуется область, обедненная носителями тока, так называемый р-п-переход. Если р-п-переход не освещен, то между полупроводниками возникает контактное электрическое поле, направленное от п-полупроводника к р-полупроводнику. На границе р- и п- области образуется потенциальный барьер, который препятствует движению основных носителей – электронов из п-области в р-область и дырок в противоположном направлении. Неосновные носители (дырки в п-области и электроны в р-области) могут быть увлечены полем р-п-перехода, образуя тем самым ток неосновных носителей.
| Физика, математика лекции учебники курсовые студенту и школьнику |