Номер 1, страница 54, часть 2 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

1. Что представляет собой вакуумный фотоэлемент?

1. Что представляет собой вакуумный фотоэлемент?

Вакуумный фотоэлемент — это двухэлектродный электронный прибор, действие которого основано на явлении внешнего фотоэффекта. Он предназначен для преобразования энергии светового излучения в электрический ток.

Конструкция

Вакуумный фотоэлемент представляет собой герметичную стеклянную или кварцевую колбу, из которой откачан воздух (создан вакуум), чтобы обеспечить свободное движение электронов. Внутри колбы расположены два электрода:

• Катод (фотокатод) — электрод, на который падает свет. Он имеет большую поверхность и покрыт слоем вещества с малой работой выхода (например, щелочным металлом, таким как цезий). При поглощении фотонов достаточной энергии катод испускает электроны (происходит фотоэлектронная эмиссия).

• Анод (коллектор) — электрод, который собирает испущенные катодом электроны. Обычно он имеет форму кольца или стержня, чтобы не затенять катод от падающего света.

Принцип действия

1. Фотоэлемент включается в электрическую цепь так, чтобы на анод подавалось положительное напряжение относительно катода.

2. Когда на поверхность фотокатода падает свет, энергия фотонов $E = h\nu$ (где $\text{h}$ — постоянная Планка, $\nu$ — частота света) передается электронам в материале катода. Если эта энергия превышает работу выхода электрона $\text{A}$, то электрон вылетает с поверхности катода.

3. Вылетевшие электроны (фотоэлектроны) под действием электрического поля между катодом и анодом устремляются к аноду.

4. Движение электронов от катода к аноду создает в цепи электрический ток, называемый фототоком. Сила этого тока прямо пропорциональна интенсивности падающего света (световому потоку) при неизменном спектральном составе. Эта зависимость позволяет использовать фотоэлемент для измерения интенсивности света.

Ответ: Вакуумный фотоэлемент — это прибор, состоящий из вакуумной колбы с двумя электродами (фотокатодом и анодом), который преобразует световую энергию в электрический ток благодаря явлению внешнего фотоэффекта, когда свет, падающий на катод, выбивает из него электроны, создавая ток в цепи.