Фотоэлектрический эфект Основные формулы

Пример 2. Фотон с энергией ε =0,75 МэВ рассеялся на свобод­ном электроне под углом θ=60°. Принимая, что кинетическая энер­гия и импульс электрона до соударения с фотоном были пренебре­жимо малы, определить: 1) энергию ε' рассеянного фотона; 2) кинетическую энергию Т электрона отдачи; 3) направление его движения.

Решение. 1. Энергию рассеянного фотона найдем, восполь­зовавшись формулой Комптона:


Выразив длины волн λ' и λ через энергии ε' и ε соответствующих фотонов, получим

 

 

Импульсные устройства Промышленная электроника

Разделим обе части этого равенства на 2πħc:

 От­сюда, обозначив для краткости энергию покоя электрона тc2 через ео, найдем

 (1)

Подставив числовые значения величин, получим

ε'=0,43 МэВ.

2. Кинетическая энергия электрона отдачи, как это следует из закона со -

хранения энергии, равна разности между энергией ε па­дающего фотона и энергией е' рассеянного фотона:

T = ε - ε` = 0,32 МэВ. Колебания и волны Курс лекций по физике

3. Направление движения электрона отдачи найдем, применив закон со

хранения импульса, согласно которому импульс падающего фотона р равен векторной сумме импульсов рассеянного фотона р' и электрона отдачи mv:

p = p'+mv.

Векторная диаграмма импульсов изображена на рис.37.1. Все векторы проведены из точки О, где находился электрон в момент соударения с фотоном. Угол φ определяет направление движения электрона отдачи.


Из треугольника OCD находим

или

 


Так как р=ε и р'=е'/с, то

 (2)

Преобразуем формулу (2) так, чтобы угол φ выражался непо­средственно через величины ε и θ, за­данные в условии задачи. Из формулы (1) следует

 (3)

Рис. 37.1

 
Заменим в формуле (2) соотношение ε/ε' по формуле (3):

 

Учитывая, что sin θ=2sin(θ/2)cos(θ/2) и 1—cosθ=2sin2(θ/2), после соответствующих преобразований получим

  (4)

 

После вычисления по формуле (4) найдем tg φ =0,701, откуда φ=35°.

При контакте двух полупроводников с разным типом проводимости образуется область, обедненная носителями тока, так называемый р-п-переход. Если р-п-переход не освещен, то между полупроводниками возникает контактное электрическое поле, направленное от п-полупроводника к р-полупроводнику. На границе р- и п- области образуется потенциальный барьер, который препятствует движению основных носителей – электронов из п-области в р-область и дырок в противоположном направлении. Неосновные носители (дырки в п-области и электроны в р-области) могут быть увлечены полем р-п-перехода, образуя тем самым ток неосновных носителей.
Физика, математика лекции учебники курсовые студенту и школьнику