iФ = kФ,
где k – коэффициент пропорциональности.
Максимальная энергия электронов, выходящих из фотокатода, возрастает пропорционально частоте ν излучения и не зависит от величины лучистого потока:
где hν – произведение постоянной Планка на частоту излучения, равное энергии кванта света;
eφ0 – энергия выхода электрона из катода;
– кинетическая энергия, которой обладает электрон в момент выхода из катода.
73. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВ
Полупроводниками называют твердые вещества с электропроводностью, создаваемой перемещением электронов, имеющие особые электрические свойства и занимающие по своей удельной электропроводности γ промежуточную область между проводниками.
Рис. 74. Энергетические спектры электронов свободного атома
К числу электрических свойств полупроводников относится сильное изменение удельной электропроводности под влиянием внешнего электрического поля, нагрева, облучения видимым светом и других факторов.
Благодаря этому свойству полупроводники широко используются для создания таких приборов, как вентили, усилители и др. Полупроводниковые кристаллические приборы, выполняющие функции двухх и трехэлектродных ламп, обладают большими преимуществами перед электронными лампами: они имеют в несколько раз меньшие габариты и меньшие объем и вес; в них отсутствует накаливаемый катод, т. е. не расходуется мощность на накал, а рабочий режим устанавливается мгновенно; они позволяют получить больший КПД; они имеют большую механическую прочность и в 10—50 раз больший срок службы. К полупроводникам относятся селен, германий, кремний, теллур, а также ряд окислов, сульфидов и карбидов. Электроны свободного атома, находящегося в нормальном состоянии, имеют определенные уровни энергии 1 (рис. 74). Чем больше удалена от ядра оболочка, в которой находится движущийся вокруг ядра электрон, тем выше уровень энергии последнего.
В рассматриваемом изолированном атоме одинаковые уровни энергии могут иметь только два электрона или на каждом из энергетических уровней может находиться не более двух электронов. Электрон переходит с одного энергетического уровня на другой, если сообщить ему дополнительную энергию, равную некоторому целому числу квантов. Уровни энергии электронов возбужденного атома занимают верхнюю часть спектра 2.
Для твердого тела различают заполненную зону и зону уровней возбуждения, или свободную зону, разделенные энергетическим барьером. В пределах этого барьера находятся уровни энергии, на которых не могут находиться электроны.
Заполненная зона характеризуется тем, что все уровни ее заполнены электронами при температуре 0°К.