1. Основные положения внешнего фотоэффекта.

Фотокатод – это эмиттер фотоэлектронного электровакуумного прибора, который является источником электронов.

А.Г. Столетов установил три закона фотоэффекта, не утратившие своего значения и в настоящее время. В современном виде законы внешнего фотоэффекта формулируются следующим образом:

       I.      При фиксированной частоте падающего света число фотоэлектронов, вырываемых из катода в единицу времени, пропорционально интенсивности света(сила тока насыщения пропорциональна энергетической освещенности E_e катода).

       II.   Максимальная начальная скорость (максимальная начальная кинетическая энергия) фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а определяется только его частотой ν.

       III. Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, т.е. минимальная частота  света (зависящая от химической природы вещества и состояния его поверхности), ниже которой фотоэффект невозможен.

      Качественное объяснение фотоэффекта с волновой точки зрения на первый взгляд не должно было бы представлять трудностей. Действительно, под действием поля световой волны, в металле возникают колебания электронов, амплитуда которых (например, при резонансе) может быть достаточной для того, чтобы электроны покинули металл, – тогда и наблюдается фотоэффект. Кинетическая энергия вырываемого электрона из металла должна была бы зависеть от интенсивности падающего света, т.к. с увеличением последней электрону передавалась бы большая энергия. Однако этот вывод противоречит II закону фотоэффекта. Т.к., по волновой теории, энергия, передаваемая электроном, пропорциональна интенсивности света, то свет любой частоты, но достаточно большой интенсивности должен был бы вырывать электроны из металла; иными словами, красной границы фотоэффекта не должно быть, что противоречит III закону фотоэффекта. Кроме того, волновая теория фотоэффекта не смогла объяснить безынерционность фотоэффекта, установленную опытами. Таким образом, фотоэффект необъясним с точки зрения волновой теории света.

2. Требования, предъявляемые к материалам для фотокатодов электронных ламп.

Материалы для катодов электронных ламп

Под электронной лампой понимается устройство с анодом и катодом. Анод – коллектор, катод – эмиттер. П/п катоды работают на явлении внешнего фотоэффекта.

1.Основной характеристикой фотокатода является его абсолютная спектральная характеристика, то есть зависимость спектральной чувствительности S_λ от длины волны монохроматического излучения λ, вызывающего фотоэмиссию. Для характеристики фотокатодов введены абсолютная и относительные спектральные характеристики.

За абсолютную характеристику принимается величину, определяемую как отношение величины фототока в режиме насыщения к мощности падающего на фотокатод монохроматического излучения с длиной волны λ, выраженное в абсолютных единицах:

)

Абсолютную спектральную характеристику можно также охарактеризовать величиной квантового выхода фотоэмиссии Y_λ, то есть отношением числа эмитированных электронов к числу падающих на фотокатод фотонов. Соотношение между величиной квнтового выхода и спектральной чувствительностью определяется:

2.Второй характеристикой фотокатода является интегральная чувствительность, опрделяемая как отношение фототока режиме насыщения к величине падающего белого (не разложенного) светвого потока от источника стандартного излучения.

Связь между интегральной чувствительностью фотокатода и его максимальной спектральной чувствительностью S_max :

, где К –коэффицинт конверсии конкретного фотокатода, рассчитываемый по результатам экспериментов при сопоставлении спектральной характеристики чувствительности фотокатода со спектром излучения стандартного источника. Чем лучше согласуется спектральная характеристика чувствительности фотокатода со спектром излучения стандартного источника, тем выше интегральная чувствительность этого катода. Максимум излучения стандартного источника (при Т=2850К), лежит в области длин волн λ≈1 мкм, поэтому небольшое смещение максимума спектральной чувствительности фотокатода и порога фотоэффекта λ_о в длинноволновую область спектра сопровождается быстрым увеличениемего интгральной чувстительности.