Effetto fotoelettrico ed effetto Compton

Effetto Fotoelettrico

Primo a osservare fu Hertz (1886-1888)

• Scarsa tra le esperte che producevano onde → prevalente se le onde erano ultraviolette. Uv ben lucidate
• Lenard (1902)
• Millikan (1916) (conferma le previsioni di Einstein)
• Einstein (1905) per Nobel (1921)

L'effetto fotoelettrico = espulsione di elettroni dai posti di conduzione e non ambientali dalla superficie di un metallo

Si osserva per frequenze dell'ultravioletto L'elettrone si muove da un lato L'elettrone esce con una certa velocità

Apparato sperimentale:

• Catodo
• Anodo

Tubo catodico vuoto

amperometro

Potenziale su catodo:

V ≈ Volt

I = intensità di radiazione → flusso di energia

Vs = Potenziale di stop

Osservazioni sperimentali

1. Corrente di saturazione: è indipendente dalla frequenza della radiazione incidente (solo l'intensità è importante).

2. Vs quindi K_max non dipende dalla intensità.

   I₂ > I₁ con I₂ = 2 I₁I₂ → I_S,2 = 2 I_S,1

3. Vs è lo stesso per entrambe le I.

4. Presenza di soglia f₀: l’effetto fotoelettrico ha luogo solo per f > f₀.

   V_a, K_max dipendono da f.Inoltre Vs.

5. Non si osserva il tempo di ritardo.

   Fotocorrente circola nel circuito non appena si accende la radiazione incidente.

6. Quantificare il bilancio di energia: uso la conservazione dell'energia.

7. Radiazione che trasmette energia a e - e che vengono trasformate in cinetica.

8. K_e ≤ K_max

9. E_ph → E_K + φ Energia di radiazione assorbita da 1 elettrone.

10. φ Uscita da lavoro: minima energia necessaria per strappare un e^- dal metallo (considera energia degli elettroni nel metallo).

11. E_B ≤ E_K = E_ph - φ

12. Se V₀ è φ, energie di regime.

13. E_max = φ

14. φ dipende dal tipo di metallo (d_1g = φ (E_L eV))

15. Studio f_.e. sono le energie possibili di _< φ.

16. Grafico (Vs)

c) Calcolare photor corrente

i_ph = # elettron. e_- = 1.6·10^-19 C 1.5·10⁹ ∆t = 2.6·10^-9 A

d) Se ν_s = 4.1·10¹⁵ Hz calcolare φ

φ = hν_s - G_e A = 4.1·10¹⁵ ev L A = 4.55 eV

e) Calcolare il potenziale di Stop V_m per λ = 250 nm 2.5·10^-10 m

K_max = e V_{s Vm}

φ = R_c ℰ₃t eV - 4.55 eV = 0.02 eV

→ V_m = 0.02 eV

Raggi X 'Roentgen (1895)'

- tubo catodico prima della scoperta dell’elettrone

- mutato per evitare collisioni fra elettroni e atomi/molecole di gas contenuti nel tubo catodico

- radiazione 15/50 ovviamente

- energia dopo elettroni che colpiscono -> hanno onde più alte energia

emissione di elettroni → pareti (Alluminio posto nello spazio?) → raffreddando gli elettroni emettono → la temperatura → passaggio → E = ∆V = energia dei supertubo, 0.02 eV a temperatura - ≈ nrieni larva prenderete

1. Raggi X → forma di radiazione Elm con lunghezze d’onda cortissime
2. V = C e 10⁸ = 2 figuri il elev 2 √ X moltiplicatore
3. V = C / λ 1 / H
4. ordine di grandezza degli atom
5. Raggi X → perfetto posizionato da nucle → cortissima

Von Laue Bragg (1913, 1912)

Legge di Bragg

⊙ααd

2 piani reticolari coinvolti

2dλsinθ = mλ

Apunto il fatto che è simile alla distruzione

di differenza tra camminato altro λ Scindono tra ^{{εα}}

interferenza costrutt -> ∆χ = m 1λ (n pari) K = 2π 2 T ^{зар сумар} ∆χ = muitosol - }di percorso del camminato suppl 2 λ m ultimato da

non pole interno alle interferente → Ŀ legge di Bragg

* distrubuto tra piani geometries atomos

_{orden de estructuras atomos}mota d λ = misurate δ se_no → maura (No)

Interpretazione quantistica

Radiazione: insieme di fotoni con energia _k

Considero un moto di un fotone:

1) Un fotone con energia ₀, emissione prima, finalmente a riposo

Anche la conservazione dell’energia e della quantità di moto.

Formule relativistiche per energia e quantità di moto

Energia:

Quantità di moto:

Limite classico

Risultato classico:

Considero l'energia cinetica relativistica:

Particella con massa nulla (m = 0):

Mostra come le equazioni di Maxwell sono coerenti con la fisica quantistica.