В своих предыдущих заметках (а их немало) я упомянул пару раз о таком забавном феномене.
Очень способные и "очень многообещающие" студенты, прямо-таки "блистающие талантами", становятся весьма заурядными учёными, уже ничем не блистающими.
Ну, пролезли в кандидаты, доктора, в академики (благодаря умению "заводить связи"), но как были прилежными и туповатыми школярами, так ими и остались.
Указывал я и на одну из причин такого убожества этих талантов: В реальной, не разжёванной до ученического уровня "науке", нет априорных формулировок проблемы, нет упрощённого задания с заведомо известными "входными" условиями. Когда сталкиваешься с РЕАЛЬНОЙ ПРОБЛЕМОЙ, часто даже не знаешь, с какого конца к ней подойти, где причина, а где следствие, причём часто следствие "выпирает" в явлении как причина, да ещё и главная... Поди, выковырь её...!
И вот, раздумывая над явлением фотоэффекта, заглянул сегодня в ФЭС - Физический Энциклопедический Словарь. Том пятый. "ФОТОЭФФЕКТ ВНЕШНИЙ".
Читаю:
"Существенно, что резкий рост J (выхода электронов на один фотон - в лучших случаях = 0.1-0.15) начинается при таких энергиях фотонов, когда металл перестаёт сильно отражать свет. (рис. 1)"
На рисунке график из двух кривых: Рост числа выброшенных из металла электронов в зависимости от энергии падающих фотонов и кривая падения отражения света от металла в той же зависимости.
Какой вывод сделает читатель из этого многоумного сообщения?
Да он очевиден:
Поскольку метал перестаёт отражать свет (кривая отражения с ростом энергии фотонов падает), то вот это даёт возможность электронам металла поглотить несомую фотоном энергию и вылететь за потенциальный барьер - двойной электрический слой. УРЯ!!!
Следующий отрывок несколькими фразами ниже:
"Малость же J (выхода электронов на один фотон) между частотами, низкой в начале оси абсцисс и некой "красной границей" фотоэффекта, объясняется, по-видимому, тем, что из-за большого отражения лишь малая доля света из этой области частот проникает в него и поглощается в нём."
Опять спрошу: Что читатель понял из этого отрывка?
Да ТО ЖЕ, что и из предыдущего. Из-за отражения света металлом фотоны не попадают внутрь и фотоэффект не возникает.
Третий отрывок на той же странице ФЭСа:
"При частоте фотонов , бОльшей, некой пограничной, одновременно с уменьшением отражения, резко увеличивается поглощение излучения, вследствии чего J быстро возрастает"
Ну, что ЗДЕСЬ читатель понял?
Ответ: Повторение двух предыдущих фраз! И акцент тот же. Когда метал начинает плохо отражать, выход фотоэлектронов резко увеличивается.
То есть фотоэффект зависит от степени отражения металла!
Написана статья неким Т.М.Лифшицем (Не опечатка ли? Уж не Е.М, или И М.Лифшицем ли??? - Академиками АН СССР).
А теперь проведём простейший анализ того, ЧТО происхолит на самом деле.
Что такое отражение света?
Исходя из атомистической модели любого вещества, мы знаем, что в металле ионы вещества связаны друг с другом в кристаллическую решётку, и в нём много так называемых "свободных" электронов, то есть не связанных с атомами, а способных в зонах проводимости передвигаться на любые расстояния внутри этого металла. Когда свет, электромагнитная волна или её квант, порция, падает на поверхность металла, она своим электромагнитным полем вызывает колебания эдектронов, которые излучают так называемые вторичные волны.
ЭТО И ЕСТЬ ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА.
Если бы вторичных волн от колеблющихся электронов не было, мы бы видели черноту, некое абсолютно чёрное тело!!! Характерный "металлический" блеск металлов именно обусловлен наличием в них свободных электронов проводимости. Потому, кстати, и тепло они проводят гораздо лучше, чем диэлектрики (изоляторы).
Итак, электроны колеблются под действием полей фотонов и мы видим отраженный свет.
А что будет, если мы начнём сдвигать частоту света в сторону больших частот, то есть от красного менять цвет на синий и фиолетовый, а дальше и ультрафиолетовый?
Это означает, что энергия каждого фотона будет расти. И наступит момент, когда энергии одного падающего фотона хватит на то, чтобы ею ускорить один электрон в металле настолько, чтобы его кинетическая энергия оказалась БОЛЬШЕ запирающего двойного электрического слоя и он вылетел наружу - Внешний Фотоэффект!
Какую роль здесь играет отражение?
ДА НИКАКОЙ!
Просто всё больше фотонов поглощаются электронами и сообщают им энергию, достаточную для преодоления так называемой "работы выхода". То есть сдвиг частоты в сторону больших энергий ИЗМЕНЯЕТ СООТНОШЕНИЕ между простым отрадением и количеством вылетающих электронов. НИКАКОЙ функциональной связи эти два конкурирующих процесса не имеют. Фотоэффект не зависит от отражения и отражение не зависит от фотоэффекта!
Просто начинает преобладать один процесс над другим!!!
Итак, мы видим, что профессионалы физики, как заурядные школяры не смогли установть за сотню с лишним лет, ЧТО есть причина некого явления, а ЧТО следствие её.
Вновь, никакой взаимозависимости между отражением света и фотоэффектом нет! Один эффект с ростом частоты растёт, другой падает, вот и всё!
Не отражение света на низких частоттах мешает фотоэффекту.
А низкая исходная энергия фотонов!
А повысилась энергия фотонов до величин, достаточных для усиления фотоэффекта, то, разумеется, бОльшая часть фотонов уже не вызывает просто колебаний электронов (отражение света), а выбрасывает электроны из металла. Понятно, что отражение уменьшается.
Заблудились физики меж трёх сосен!
Ведь физика, она наука ТОЧНАЯ, устойчивая, как треугольник!
Грустно, что и мышление ею занятых свелось к этой простой геометрической фигуре...