Question

Какие из экспериментальных закономерностей фотоэффекта, установленные Столетовым, невозможно объяснить, исходя из волновой модели света ? Как эти закономерности объясняются на основе корпускулярной модели ?

Answer 1

Ответ:

Согласно волновой модели света, электроны могут вырываться светом с поверхности металла, но при этом: 1) скорость вылетающих электронов должна зависеть от интенсивности света, а не от его частоты. 2) свет с любой частотой, при достаточно большой интенсивности, может вырывать электроны. Исследования же Столетова показали, что закономерности фотоэффекта совсем другие: 1) скорость электронов зависит от частоты света, но совсем НЕ ЗАВИСИТ от интенсивности. 2) существует частота света (частота красной границы фотоэффекта) ниже которой фотоэффект совсем НЕ НАБЛЮДАЕТСЯ. Именно эти закономерности и не могла объяснить волновая теория света. Их объяснил Эйнштейн, предположив, что поглощение света происходит квантами, энергия которых прямо пропорциональна частоте.

Объяснение:

Answer 2

На момент моего последнего обновления в сентябре 2021 года не было информации о том, что Столетов проводил эксперименты по фотоэффекту. Вместо него великую роль в изучении фотоэффекта сыграли Альберт Эйнштейн, Филипп Ленард и Роберт Милликан.

Однако, если рассматривать экспериментальные закономерности фотоэффекта, которые были установлены Эйнштейном и другими учеными, то есть несколько основных аспектов, которые невозможно было бы объяснить, исходя из классической волновой модели света:

1. Немедленное освобождение электронов: Волновая модель света предполагает, что энергия световой волны распределяется по всей её поверхности. В этом случае, при увеличении интенсивности света, можно было бы ожидать накопление энергии, которая затем освобождалась бы в виде электронов постепенно. Однако, в реальности, фотоэлектроны высвобождаются мгновенно, как только свет попадает на фоточувствительную поверхность.

2. Зависимость кинетической энергии электронов от частоты света, а не интенсивности: Согласно классической волновой модели, энергия света должна зависеть от его интенсивности, а не частоты. Однако фотоэффект показывает, что кинетическая энергия вылетающих электронов зависит именно от частоты света, а не от его интенсивности. Это наблюдение было впоследствии объяснено фотоны как квантами света.

Корпускулярная модель света, предложенная Эйнштейном, объясняет эти закономерности фотоэффекта следующим образом:

• Свет рассматривается как поток фотонов — квантов электромагнитного излучения, имеющих определенную энергию, пропорциональную частоте света.

• Когда фотон попадает на фоточувствительную поверхность, он может передать свою энергию электрону в этом материале. Если энергия фотона превышает работу выхода для данного материала, то электрон вылетает с поверхности.

• Кинетическая энергия вылетевшего электрона зависит от разницы между энергией фотона и работой выхода.

Корпускулярная модель объясняет немедленное освобождение электронов, так как каждый фотон может независимо вызвать вылет электрона. Кроме того, зависимость кинетической энергии электронов от частоты света объясняется тем, что энергия фотонов прямо связана с их частотой.

Таким образом, корпускулярная модель света, предложенная Эйнштейном, более точно объясняет наблюдаемые закономерности фотоэффекта, чем волновая модель света.