ФОТОЭФФЕКТ
Photoelectric effect

    Фотоэффект − освобождение электронов, находящихся в веществе под действием коротковолнового электромагнитного излучения.
    Представления о квантованности электромагнитного излучения позволили объяснить закономерности фотоэффекта, исследованные экспериментально Г. Герцем и А. Столетовым. Было обнаружено, что электромагнитное излучение, падающее на металлы, выбивает из них электроны. Само по себе это явление, названное фотоэффектом, не было неожиданным. Странные свойства фотоэффекта проявились при более внимательном изучении этого явления. На первый взгляд казалось, что увеличение интенсивности излучения должно приводить к увеличению энергии вылетающих электронов, так как падающее излучение несет больше энергии. Однако оказалось, что энергия электронов увеличивается только при увеличении частоты падающего излучения, а увеличение интенсивности излучения ведет только к увеличению числа выбитых из металла электронов. При уменьшении частоты падающего света наступает такой порог, когда электроны перестают вылетать из металла независимо от интенсивности источника света. Объяснение этого явления дал А. Эйнштейн. Согласно А. Эйнштейну электромагнитное излучение состоит из квантов, названных позднее фотонами. Каждый фотон имеет определенную энергию E и импульс .

E = hν, = (h/λ),

где λ и ν − длина волны и частота фотона, − единичный вектор в направлении распространения фотона. Закон сохранения энергии приводит к очевидному соотношению

T = hν − W,

где T − кинетическая энергия электрона, вылетевшего из металла в результате фотоэффекта, W − работа выхода электрона из металла. На основе этого соотношения легко описать все наблюдаемые особенности фотоэффекта.
    Фотоэффект возможен только на связанном электроне, что определяется необходимостью выполнения законов сохранения энергии и импульса в этом процессе. Чем меньше связь электрона в атоме по сравнению с энергией фотона, тем меньше сечение фотоэффекта. Поэтому сечение фотоэффекта должно зависеть от энергии фотона и заряда ядра, который в свою очередь определяет связь электронов на K-, L-, M-, …-оболочках.
    Сечение фотоэффекта для K-оболочки

σ(см²) = 1.09·10^-16Z⁵[13.6/hν(эВ)]^7/2 при малых hν,
σ(см²) = 1.34·10^-33Z⁵[1/hν(МэВ)] при hν >> m_ec².

Для оценки сечения фотоэффекта на разных оболочках можно воспользоваться соотношениями

σ_L/σ_K ≈ 1/5, σ_M/σ_K ≈ 1/20.

Подробнее см. Фотоэффект