- (3) thờng gọi là hàm sóng.
c) Giải thích định luật về dòng bão hoà.
Theo quan điểm lợng tử thì cờng độ ánh sáng rọi vào mặt catốt đợc xác định bởi số phôtôn tới trong một đơn vị thời gian, trên một đơn vị diện tích của bề mặt catôt. Rõ ràng là số n êlectron bị rứt ra khỏi catốt trong một đơn vị thời gian tỉ lệ với số phôtôn n’ tới mặt catôt trong khoảng thời gian đó.
Đối với catôt phẳng đợc rọi bằng ánh sáng đơn sắc có tần sô v, thì n' E
hv
= ,
trong đó E: Φ. Nh vậy: n n: ' mà n': E và E: Φ, cho nên n: Φ.
Qua đó ta thấy rằng, thuyết lợng tử ánh sáng và công thức Anhxtanh đã giải thích đúng đắn các định luật quang điện.
ii. hiệu ứng quang điện trong
Khi rọi sáng một số chất bán dẫn và điện môi, những êlectron bị rứt ra không thoát ra bên ngoài mà vẫn ở lại bên trong vật làm tăng độ dẫn điện và làm giảm điện trở của vật đó. Hiện tợng đó đợc gọi là hiệu ứng quang điện trong.
Thí dụ điển hình về hiệu ứng quang điện trong là sự thay đổi điện trở của sêlen khi rọi sáng nó (hình 2)
Trên đế cách điện 1 ( thuỷ tinh hay chất dẻo) phủ một lớp chất bán dẫn 2 rất mỏng. Từ hai đầu của lớp bán dẫn ngời ta làm các điện cực băng kim loại 3 và dẫn ra ngoài bằng các dây dẫn 3.
ở mạch ngoài nối với điện kế G và bộ nguồn điện P. Khi rọi sáng chất bán dẫn trong mạch xuất hiện dòng điện. Khi ngừng rọi sáng dòng điện trong mạch giảm xuống đến một giá trị rất bé đợc gọi là dòng tối.
Trong kim loại không quan sát đợc hiệu ứng quang điện trong, bởi vì trong đó nồng độ êlectron từ do rất lớn, cho nên khi thêm một số êlectron do hiệu ứng quang điện trong gây ra cũng không làm thay đổi nồng độ này rõ rệt.
Hiệu ứng quang điện trong đợc dùng làm các quang điện trở. Quang điện trở có nguyên tắc cấu tạo nh đã biểu diễn trên hình 2. Quang điện trở thờng đợc làm bằng chì sunfua, Cadimi sunfua, bitmut sunfua, v.v ...
Khác với tế bào quang điện chân không, quang điện trở không có dòng bão hoà. Đờng đặc trng vôn-ampe của nó đợc biểu diễn trên hình 3
Từ hình vẽ ta thấy rằng, độ lớn của dòng quang điện i i= −s it tỉ lệ với thế hiệu U giữa hai điện cực, is và i t là dòng quang điện khi rọi sáng và không rọi sáng.
Do đó dòng quang điện trong quang điện trở không chỉ phụ thuộc vào quang thông rọi vào nó mà còn phụ thuộc cả vào thế hiệu giữa hai điện cực của quang điện trở lớn hơn độ nhạy của tế bào quang điện chân không hàng nghìn lần. Điều đó cho phép trong một số trờng hợp không cần khuếch đại dòng quang điện cho bởi quang điện trở.
Đờng đặc trng lux-ampe của quang điện trở đợc biểu diễn trên hình 4. Ngoài ra quang điện trở có quán tính, tức là ngay sau khi rọi sáng dòng quang điện không đạt ngay đến giá trị cực đại của nó mà phải sau một thời gian nào đó.
Sau khi ngừng rọi sáng, dòng quang điện cũng giảm từ từ (hình 5) đến giá trị của dòng tối. Các quang điện trở khác nhau có quán tính khác nhau, thờng từ 10 –3 s đến 10 –7s.
Hình 2
iii. Hiệu ứng Compton (Sự tán xạ của tia X)
Tính chất lợng tử ánh sáng còn đợc biểu hiện rõ rệt ở hiện tợng mà Compton đã phát hiện vào năm 1923 khi quan sát sự tán xạ của tia X đơn sắc trên tinh thể raphit.