1) Ток растет с освещенностью, так как освещенность катода для первой кривой меньше чем для второй.
2) Существует ток насыщения, при котором все электроны, испущенные катодом, попадают на анод.
3) Пологий ход кривой указывает на то, что электроны вылетают из катода с разными скоростями. Доля электронов, отвечающая силе тока при напряжении равном нулю, обладает скоростями достаточными для достижения анода самостоятельно, без помощи ускоряющего поля.
4) Для обращения тока в нуль необходимо приложить задерживающее напряжения U0, при котором ни одному электрону не удастся достигнуть анода, следовательно,
Измерив задерживающий потенциал, можно определить максимальную энергию, которую имеют электроны при вылете из металла. К 1905 г. Было установлено, что максимальная скорость электронов не зависит от интенсивности света, а зависит только от его частоты. Увеличение частоты приводит к возрастанию скорости, и, следовательно, задерживающего потенциала. Оказалось, что задерживающая разность потенциалов и, следовательно, линейно зависит от частоты падающего излучения.
Фотоэлемент состоит из анода и катода, помещенных в стеклянный баллон, где создан вакуум. На катод падает свет, который вырывает электроны. В цепи возникает электрический ток. Фототок зависит от напряжения между катодом и анодом, интенсивности света, от материала и формы катода.
Электрический ток – упорядоченное движение заряженных частиц.
Сила тока – физическая величина равная заряду, проходящему через поперечное сечение проводника за единицу времени.
[I] = A = [Кл/с]
Разность потенциалов (напряжение) – физическая величина равная работе совершаемой электрическим полем при перемещении единичного заряда.
|
[U] = В = [Дж/Кл]
Напряжение положительно, если на аноде плюс, на катоде минус. Напряжение отрицательно, если на катоде плюс, на аноде плюс.
Поток света – физическая величина равная световой энергии падающей на катод за единицу времени.
[Ф] = Вт = [Дж/с]
Наличие тока при отрицательном напряжении свидетельствует о том, что электроны вылетают из катода и имеют начальную скорость, следовательно, обладают начальной кинетической энергией.
Задерживающее напряжение (запирающий потенциал) – отрицательное напряжение, при котором фототок прекращается.
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона связана с задерживающим напряжением.
m = 9,11 *
q = 1,66 *
При нулевом напряжении фототок не равен нулю. Самые быстрые электроны имеют достаточно энергии, чтобы достигнуть анода без ускоряющего напряжения. Движению электронов мешают электронные облака. Эти облака образованы ранее вылетевшими электронами. Оно обладает отрицательным зарядом, следовательно, отталкивает вновь вылетающие электроны к катоду. С ростом напряжения фототок увеличивается и достигает насыщения.
Фототок насыщения – ток, при котором все электроны, вылетевшие из катода достигают анода. При дальнейшем росте напряжения ток остаётся постоянным.