ГЛАВА 35. КВАНТОВАЯ ОПТИКА. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ

В 1887 г. Г.Герц установил, что электрический пробой воздуха в конденсаторе происходит при меньшем напряжении, если освещать пластины конденсатора ультрафиолетовым излучением. Это явление назвали фотоэффектом. В 1888–1890 гг. фотоэффект систематически изучал наш соотечественник, уже известный в то время физик-экспериментатор А.Г. Столетов. Столетов обнаружил, что явление фотоэффекта основано на удалении отрицательного заряда с поверхности металла под действием ультрафиолетового света¹. В опытах Столетова, а также экспериментах Ф. Ленарда, О. Ричардсона, К. Комптона и Р. Милликена были экспериментально открыты законы фотоэффекта, которые мы сформулируем здесь на современном языке для электронов.

Согласно первому закону фотоэффекта количество электронов, вырываемых светом с поверхности металла за единицу времени на данной частоте, прямо пропорционально световому потоку, освещающему металл (или, другими словами, интенсивности падающего на поверхность металла света).

Второй закон фотоэффекта утверждает, что максимальная кинетическая энергия вырываемых светом электронов линейно возрастает с частотой света и абсолютно не зависит от его интенсивности.

Согласно третьему закону фотоэффект возникает при освещении светом, частота которого больше некоторой характерной для каждого металла пороговой частоты ν₀. При частоте света, меньшей ν₀, фотоэффект полностью прекращается. Поскольку для большинства металлов частота ν₀ попадает в область красного света, это значение принято называть красной границей фотоэффекта.

¹ В дальнейшем выяснилось, что причина фотоэффекта — вырывание электронов под действием падающего света; но электрон был открыт Дж.Дж. Томсоном только через несколько лет после смерти Столетова.