О МЕХАНИЗМАХ, СОПРОВОЖДАЮЩИХ ФОТОЭФФЕКТ
Полный текст -
http://osh9.narod.ru/opt/fom/fom.htm Для лучшего понимания механизма, управляющего фотоэффектом, т.е. пути, по которому энергия электромагнитного излучения передается вначале атомам вещества, а затем отдельным электронам, полезно обратиться к классической электронной теории дисперсии света. Данная теория, являющаяся естественным продолжением и успешным развитием электромагнитной теории Максвелла, была разработана в начале ХХ века Г.А. Лоренцем и к настоящему времени, испытав многократную проверку, получила достаточно полное подтверждение.
Полезно отметить тот факт, что подавляющее большинство эффектов, связанных с взаимодействием излучения с веществом, могут быть объяснены не только качественно, но и прекрасно описаны данной теорией количественно. В качестве примера на рис. П.3.4 приведены наиболее характерные зависимости показателя преломления и коэффициента поглощения от частоты вблизи резонансной частоты w0, которые сравнительно легко и естественно получаются из классической электронной теории.
Рис. П.3.4. Типичный вид кривых для показателя преломления n и коэффициента поглощения k согласно электронной теории дисперсии света.
Даже беглое знакомство с оптическими эффектами в веществе, достаточно хорошо объясненными классической электромагнитной теорией, заняло бы значительное время, поэтому для получения общего представления просто перечислим лишь некоторые из них.
К этим эффектам можно отнести следующие: френелевское отражение света от поверхности тел с эффектами поляризации волн при различных углах падения;
наличие угла Брюстера, при котором возможно достичь коэффициента отражения, равного нулю;
поперечность электромагнитных волн; преломление света – закон Малюса и явление дихроизма в анизотропных кристаллах;
дисперсия комплексного показателя преломления и коэффициента отражения и их зависимость от угла падения света;
наличие полного внутреннего отражения при выходе света из оптически более плотной среды в менее плотную;
связь показателя преломления с диэлектрической проницаемостью вещества;
вынужденная анизотропия в оптических средах – явление Керра и Поккельса;
плеохроизм – зависимость поляризации света в кристаллах от частоты; поляризация света на упорядоченных длинных молекулах, поглощающих свет;
сдвиг фазы волны при отражении от поверхности вещества и связанная с этим эллипсометрия;
эффект Фарадея, т.е. вращение вектора поляризации света в оптически активных средах;
эффект Коттон – Мутона в перпендикулярном магнитном поле;
зеркальное отражение от металлов и других сред, обладающих высоким коэффициентом поглощения света; селективное отражение вблизи частот поглощения примесными центрами или остаточные лучи;
наличие граничной плазменной частоты – красной границы поглощения света и фотоэффекта, ниже которой свет только отражается, а выше этой границы излучение проникает внутрь вещества, интенсивно поглощается, вызывая тем самым фотоэффект;
резонансное поглощение света примесными центрами с узкими линиями поглощения и дисперсии волн, также обуславливающее фотоэффект;
явления дифракции и интерференции волн;
конечная длина когерентности обычного света и образование стоячих волн при отражении от зеркала; дифракция рентгеновских лучей в кристаллических решетках, закон Вульфа – Брэгга и эффект Лауэ; рэлеевское рассеяние света молекулами и на неоднородностях среды;
рассеяние Рамана с изменением частоты света, колебательный и вращательный эффект Рамана; взаимодействие света с молекулами – закон Лорентц – Лоренца и явление Тиндаля;
нелинейная оптика и эффект удвоения частоты в нелинейных средах;
эффект Ми при рассеянии света на шариках;
давление света и перенос энергии лучом;
законы Кирхгофа для излучения и поглощения света нагретыми телами;
закон Стефана – Больцмана для интегрального излучения абсолютно черного тела;
закон Вина для спектральной плотности излучения абсолютно черного тела;
голография и вся геометрическая оптика
; дипольное излучение поперечных волн электронами;
радиационная ширина линий излучения, допплеровское уширение линий и влияние столкновений между атомами и молекулами в газах;
простой эффект Зеемана и т.д.
