Falowe własności światła

Siatka dyfrakcyjna - jeden z najprostszych przyrządów do przeprowadzania analizy widmowej. Tworzy ją układ równych, równoległych i jednakowo rozmieszczonych szczelin. Jest to przezroczysta lub półprzezroczysta płytka ? kryształowa, szklana lub z tworzywa sztucznego. Na jedną ze stron płytki zostaje naniesiona seria równoległych nieprzezroczystych linii, o stałym i odpowiednio małym rozstawie - od kilkunastu linii na milimetr aż do tysiąca w przypadku dobrych siatek. Działanie siatki dyfrakcyjnej polega na wykorzystaniu zjawiska dyfrakcji i interferencji światła do uzyskania jego widma. W tym celu pomiędzy źródłem światła a białym ekranem umieszcza się siatkę dyfrakcyjną. Na ekranie ukazuje się w ten sposób widmo światła. Interferencja to zjawisko nakładania się fal prowadzące do zwiększania lub zmniejszania amplitudy fali wypadkowej. Interferencja zachodzi dla wszystkich rodzajów fal, we wszystkich ośrodkach, w których mogą rozchodzić się dane fale. W ośrodkach nieliniowych oprócz interferencji zachodzą też inne zjawiska wywołane nakładaniem się fal, w ośrodkach liniowych fale o jednakowej częstotliwości ulegając interferencji spełniają zasadę super pozycji. Dyfrakcja to zjawisko fizyczne zmiany kierunku rozchodzenia się fali na krawędziach przeszkód oraz w ich pobliżu. Zjawisko zachodzi dla wszystkich wielkości przeszkód, ale wyraźnie jest obserwowane dla przeszkód o rozmiarach porównywalnych z długością fali. Dyfrakcja używana jest do badania fal, oraz obiektów o niewielkich rozmiarach, w tym i kryształów, ogranicza zdolność rozdzielczą układów optycznych. Jeżeli wiązka fal przechodzi przez szczelinę lub omija obiekt, to zachodzi zjawisko ugięcia. Zgodnie z zasadą Huygensa fala rozchodzi się w ten sposób, że każdy punkt fali staje się nowym źródłem fali, tak powstałe fale rozchodzą się jako fale kuliste a fala w każdym punkcie jest sumą wszystkich fal (interferencja). Za przeszkodą pojawią się obszary wzmocnienia i osłabienia rozchodzących się fal. Zjawisko dyfrakcji występuje dla wszystkich rodzajów fal np. fal elektromagnetycznych, fal dźwiękowych oraz fal materii. Zjawisko fotoelektryczne polega na emisji elektronów z powierzchni przedmiotu (tzw. efekt zewnętrzny) lub na przeniesieniu nośników ładunku elektrycznego pomiędzy pasmami energetycznymi (tzw. efekt wewnętrzny), po naświetleniu jej promieniowaniem elektromagnetycznym (na przykład światłem widzialnym) o odpowiedniej częstotliwości, zależnej od rodzaju przedmiotu. Emitowane w ten sposób elektrony nazywa się czasem fotoelektronami. Energia kinetyczna fotoelektronów nie zależy od natężenia światła a jedynie od jego częstotliwości. Gdy oświetlanym środkiem jest gaz mamy do czynienia z tzw. fotojonizacją. Prawidłowość zjawiska fotoelektrycznego

1. Liczba wybijanych elektronów jest wprost proporcjonalna do natężenia światła oświetlającego metal.
2. Energia wybijanych elektronów nie zależy od natężenia światła.
3. Energia elektronów jest odwrotnie proporcjonalna do długości fali światła.
4. Dla każdego metalu istnieje taka długość fali zwana graniczną, której przekroczenie powoduje, że zjawisko nie zachodzi.
5. Koincydent (współzależność czasowa) emisja elektronów następuje natychmiast po oświetleniu metal


Hipoteza Plancka ? Światło to struga cząsteczek
przenoszących energię i pęd lecz pozbawionych masy


Ef ? energia fotonu (kwantu)
Pf ? pęd fotonu
h ? stała Plancka
c ? prędkość światła w próżni
? ? długość fali świetlnej

Zjawisko fotoelektryczne może nastąpić pod
warunkiem Ef ? W