Номер 1, страница 169 - гдз по физике 11 класс учебник Жилко, Маркович

1. В чем состоит сущность явления внешнего фотоэффекта? Внутреннего фотоэффекта?

В чем состоит сущность явления внешнего фотоэффекта?

Сущность явления внешнего фотоэффекта заключается в испускании (эмиссии) электронов веществом под действием света (или любого другого электромагнитного излучения). Это явление было объяснено Альбертом Эйнштейном на основе квантовой теории света. Согласно этой теории, свет представляет собой поток дискретных частиц — фотонов, энергия каждого из которых пропорциональна частоте излучения: $E = h\nu$, где $h$ — постоянная Планка, а $\nu$ — частота света.

Когда фотон падает на поверхность вещества (как правило, металла) и поглощается электроном, он передает ему всю свою энергию. Если этой энергии достаточно, чтобы преодолеть силы, удерживающие электрон внутри вещества, то электрон вылетает за его пределы. Минимальная энергия, необходимая для этого, называется работой выхода $A_{вых}$ и является характеристикой материала. Фотоэффект наблюдается только при выполнении условия $h\nu \ge A_{вых}$. Избыточная энергия фотона переходит в кинетическую энергию вылетевшего электрона (фотоэлектрона). Закон сохранения энергии для этого процесса описывается уравнением Эйнштейна для фотоэффекта: $h\nu = A_{вых} + E_к$, где $E_к$ — максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона.

Ответ: Внешний фотоэффект — это явление эмиссии электронов с поверхности вещества под действием падающего на него электромагнитного излучения, энергия фотонов которого ($h\nu$) превышает или равна работе выхода электронов ($A_{вых}$) из данного вещества.

Внутреннего фотоэффекта?

Сущность явления внутреннего фотоэффекта заключается в изменении электрических свойств вещества (в основном полупроводников и диэлектриков) под действием света, при котором электроны не покидают вещество, а лишь перераспределяются внутри него, переходя на более высокие энергетические уровни.

В полупроводниках и диэлектриках электроны, способные участвовать в проводимости, отделены от связанных электронов так называемой запрещенной зоной — областью энергий, которыми электроны обладать не могут. Ширина этой зоны $E_g$ является важной характеристикой материала. Когда фотон с энергией $h\nu \ge E_g$ поглощается в веществе, он сообщает электрону из валентной зоны энергию, достаточную для перехода через запрещенную зону в зону проводимости. В результате в зоне проводимости появляется свободный электрон, а в валентной зоне — вакантное место с эффективным положительным зарядом, называемое дыркой. Оба — и электрон, и дырка — становятся подвижными носителями заряда.

Таким образом, под действием света концентрация свободных носителей заряда в веществе увеличивается, что приводит к увеличению его электропроводности. Это явление называется фотопроводимостью и лежит в основе работы многих полупроводниковых приборов, таких как фоторезисторы, фотодиоды и солнечные батареи.

Ответ: Внутренний фотоэффект — это явление, при котором под действием света происходит генерация дополнительных носителей заряда (электронов и дырок) внутри полупроводника или диэлектрика за счет перехода электронов из валентной зоны в зону проводимости. Это приводит к увеличению электропроводности материала (фотопроводимости), при этом электроны не покидают пределы вещества.