Фотоэффект — Всё для чайников

Подробности

Категория: Документальные учебные фильмы. Серия «Физика».

Документальные учебные фильмы. Серия «Физика».

 

Фотоэлектрическим эффектом или фотоэффектом называется испускание электронов веществом под действием света. Это явление было открыто Г. Герцем в 1887 г. Он заметил, что проскакивание искры между шариками разрядника значительно облегчается, если один из шариков осветить ультрафиолетовыми лучами.

В 1888—1889 гг. А. Г. Столетов подверг фотоэффект систематическому исследованию с помощью установки, схема которой показана на рис. 9.1. Конденсатор, образованный проволочной сеткой и сплошной пластиной, был включен последовательно с гальванометром G в цепь батареи. Свет, проходя через сетку, падал на сплошную пластину. В результате в цепи возникал ток, регистрировавшийся гальванометром. На основании своих опытов Столетов пришел к следующим выводам: 1) наибольшее действие оказывают ультрафиолетовые лучи; 2) сила тока возрастает с увеличением освещенности пластины; 3) испускаемые под действием света заряды имеют отрицательный знак, Спустя 10 лет (в 1898 г.

) Ленард и Томсон, измерив удельный заряд испускаемых под действием света частиц, установили, что эти частицы являются электронами.

Ленард и другие исследователи усовершенствовали прибор Столетова, поместив электроды в эвакуированный баллон [(рис. 9.2). Свет, проникающий через кварцевое1) окошко освещает катод К, изготовленный из исследуемого материала. Электроны, испущенные вследствие фотоэффекта, перемещаются

под действием электрического поля к аноду А. В результате в цепи прибора течет фототок, измеряемый гальванометром G. Напряжение между анодом и катодом можно изменять с помощью потенциометра Я.

Полученная на таком приборе вольт-амперная характеристика (т. е. кривая зависимости фототока I от напряжения между электродами U) приведена на рис. 9.3. Естественно, что характеристика снимается при неизменном потоке света Ф. Из этой кривой видно, что при некотором не очень большом напряжении фототок достигает насыщения — все электроны, испущенные катодом, попадают на анод.

Следовательно, сила тока насыщения Iн определяется количеством электронов, испускаемых катодом в единицу времени под действием света.

Пологий ход кривой указывает на то, что электроны вылетают из катода с различными по величине скоростями. Доля электронов, отвечающая силе тока при U = 0, обладает скоростями, достаточными для того, чтобы долететь до анода «самостоятельно», без помощи ускоряющего поля. Для обращения силы тока в нуль нужно приложить задерживающее напряжение Uз.При таком напряжении ни одному из электронов, даже обладающему при вылете из катода наибольшим значением скорости Um,не удается преодолеть задерживающее поле и достигнуть анода. Поэтому можно написать, что

где т — масса электрона. Таким образом, измерив задерживающее напряжение Us, можно определить максимальное значение скорости фотоэлектронов.

К 1905 г. было выяснено, что максимальная скорость фотоэлектронов не зависит от интенсивности света, а зависит только от его частоты — увеличение частоты приводит к возрастанию скорости. Установленные экспериментально зависимости не укладываются в рамки классических представлений. Например, скорость фотоэлектронов по классическим понятиям должна возрастать с амплитудой, а, следовательно, и с интенсивностью электромагнитной волны.

В 1905 г. А, Эйнштейн показал, что все закономерности фотоэффекта легко объясняются, если предположить, что свет поглощается такими же порциями hω (квантами), какими он, по предположению Планка, испускается. По мысли Эйнштейна, энергия, полученная электроном, доставляется ему в виде кванта hω, который усваивается им целиком. Часть этой энергии, равная работе выхода А

1), затрачивается на то, чтобы электрон мог покинуть тело. Если электрон освобождается светом не у самой поверхности, а на некоторой глубине, то часть энергии, равная Е’, может быть потеряна вследствие случайных столкновений в веществе. Остаток энергии образует кинетическую энергию Ек электрона, покинувшего вещество. Энергия Ек будет максимальна, если E’ = 0. В этом случае должно выполняться соотношение

которое называется формулой Эйнштейна.

Фотоэффект и работа выхода в сильной степени зависят от состояния поверхности металла (в частности, от находящихся на ней окислов и адсорбированных веществ). Поэтому долгое время не удавалось проверить формулу Эйнштейна с достаточной точностью. В 1916 г. Милликен создал приборов котором исследуемые поверхности подвергались очистке в вакууме, после чего измерялась работа выхода и исследовалась зависимость максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от частоты света (эта энергия определялась путем измерения задерживающего потенциала Us), Результаты оказались в полном согласии с формулой (9.2).

 

Подставив в формулу (9.2) измеренные значения А и (при данной ω), Милликен определил значение постоянной Планка h, которое оказалось совпадающим со значениями, найденными из спектрального распределения равновесного теплового излучения и из коротковолновой границы тормозного рентгеновского спектра.

Дальнейшее усовершенствование методики исследования фотоэффекта было осуществлено в 1928 г. П. И. Лукирским и С. С. Прилежаевым, которые создали прибор в виде сферического конденсатора. Анодом в их приборе служили посеребренные стенки стеклянного сферического баллона. В центре баллона помещался катод в виде шарика. При такой форме электродов вольт-амперная характеристика идет круче, что позволяет повысить точность определения задерживающего потенциала.

Из формулы (6.2) вытекает, что в случае, когда работа выхода А превышает энергию кванта hω, электроны не могут покинуть металл. Следовательно, для возникновения фотоэффекта необходимо выполнение условия , или

Соответственно для длины волны получается условие

Частота ω₀ или длина волны λ₀ называется красной границей фотоэффекта.

Число высвобождаемых вследствие фотоэффекта электронов должно быть пропорционально числу падающих на поверхность квантов света. Вместе с тем световой поток Ф определяется количеством квантов света, падаюших на поверхность в единицу времени. В соответствии с этим ток насыщения I

н должен быть пропорционален падающему световому потоку:

Эта зависимость также подтверждается экспериментально. Заметим, что лишь малая часть квантов передает свою энергию фотоэлектронам. Энергия остальных квантов затрачивается на нагревание вещества, поглощающего свет.

В рассмотренном выше явлении фотоэффекта электрон получает энергию от одного лишь фотона. Такие процессы называются однофотонными. С изобретением лазеров были получены недостижимые до тех пор мощности световых пучков. Это дало возможность осуществить многофотонные процессы. В частности, был наблюден многофотонный фотоэффект, в ходе которого электрон, вылетающий из металла, получает энергию не от одного, а от N фотонов (N = 2, 3,4, 5).

Формула Эйнштейна в случае многофотонного фотоэффекта выглядит следующим образом:

Соответственно красная граница фотоэффекта смещается в сторону более длинных волн (λ₀ увеличивается в N раз).

Формула (9.5) в случае N-фотонного эффекта имеет вид

 

Как можно использовать фотоэффекты для фотографий

Для обработки фотографий при помощи пакетов GIMP и Photoshop необходимо обладать навыками использования этих программ. К тому же, ручное редактирование снимков занимает много времени. Поэтому иногда бывает рациональнее обрабатывать изображения автоматически, по заданным шаблонам, при помощи специализированных приложений и сайтов.

Самым распространенным из фотографических спецэффектов можно назвать сепию. Чтобы им воспользоваться, не требуется ничего, кроме практически любого цифрового фотоаппарата или телефона с камерой. Просто включите в нем соответствующий режим съемки — и не забыть его выключить, когда захочется снова фотографировать в цвете. Но данный эффект не всегда имитирует старую фотографию правдоподобно. Снимок перестает быть цветным, но на нем не появляется виньетирование (уменьшение яркости от центра к краям), а также царапины, почти всегда присутствующие на фотобумаге.

Одним из наиболее удачных приложений для получения фотографических спецэффектов является Instagram. Изначально оно было доступно лишь пользователям iPhone, но недавно был разработан вариант этой программы и для Android. Она позволяет автоматически обрабатывать фотографии прямо в момент съемки либо добавлять эффекты к уже имеющимся снимкам. Почти все фотоэффекты в данном приложении предназначены для имитации пленочной фотографии. Среди них — и весьма правдоподобные царапины, и виньетирование, и легкое нарушение баланса белого. Если у вас есть iPhone или телефон с Android, скачайте данное приложение, соответственно, из App Store или Google Play. Запустив программу, зарегистрируйтесь, и каждый из обработанных снимков вы сможете тут же загрузить на сервер Instagram либо в фотоальбомы некоторых социальных сетей. А если необходимо сохранять результаты обработки локально, вам подойдет другая, также бесплатная программа — Pixlr-o-Matic.

Для получения фотоэффектов на компьютере (или телефоне с браузером) можно воспользоваться услугами сайта Photofunia. Перейдя на него, прежде всего, выберите на странице одну из вкладок. По умолчанию открыта вкладка Effects, в которой собраны варианты необычных коллажей. Здесь вы можете поместить свое лицо в космический скафандр, на рекламный щит или в добротную раму для картины. А переключившись на вкладку Lab, можно превратить изображение в полароидный снимок, картину маслом, акварельный или штриховой рисунок. Разумеется, не забыта и имитация пленочной фотографии. Выберите желаемый эффект, загрузите снимок, и вскоре вы сможете скачать результат обработки. Главное — сохранить его под другим именем, чтобы не потерять оригинал.

Сайт Rollip работает только на компьютере, и только при условии наличия плагина Flash. Он позволяет получать эффекты десяти видов, каждый из которых представлен четырьмя вариантами. Перейдя на сайт, вначале нажмите кнопку Click here to start. Затем, используя кнопки Prev. page и Next page, выберите желаемый эффект. Нажмите на образец, соответствующий выбранному вами варианту этого эффекта. Загрузите файл с изображением, а после окончания его обработки скачайте результат. Как и в предыдущем случае, сохраните его под другим именем.

Поговорим о фотографии	Как фотографировать цифровиком	Как сделать шикарные фотографии на пляже
Как изменить дату фотографии	Как сделать отличное фото	Как снимать в студии

ФотоФания: Создайте постер из фотографии с помощью бесплатного онлайн-инструмента для создания постеров

Постеры — ФотоФания: Создайте постер из фото при помощи бесплатного онлайн инструмента для создания постеров.

• Новый
• Популярный

Винтажный скутер Плакаты на стене Стена с плакатами Проход Активисты Подземный плакат Без вести пропавший Плакаты магазина Настенный плакат Плакат в стиле Гарри Поттера Пикадилли Аркада Плакат железнодорожного вокзала Дождливая ночь Ночное движение Кампания Двух девушек Двухэтажный Плакат о строительных лесах Два Ситилайта Козы Лондон зовет Театр Королевы Орудия Смерти Велосипед В розыске Оксфорд Ситилайт Обитель зла (Барри Бертон) Бродвей Сохранять спокойствие Посадки Вью Синема Снег в Лондоне Генуя Три мушкетера Театр Афиша Тротуар Ноттинг Хилл Снег в городе велосипедист Тюльпаны Последнее объявление Кафе

Показать больше эффектов

Фотоэффекты в категории «Плакаты» предлагают пользователю возможность создания фильма или рекламных постеров с собственными изображениями в Интернете. В этой категории вы можете найти десятки бесплатных фотоэффектов с различными дизайнами постеров для создания постеров. С помощью нашего онлайн-инструмента вы можете создать плакат из фотографии по вашему выбору, на которой вы или ваша семья.

Вы можете создать качественный фотоплакат в нашем онлайн-редакторе совершенно бесплатно за считанные минуты только с ФотоФунией. Начните создавать плакаты сегодня и поделитесь ими со своими друзьями и семьей.

Этот веб-сайт использует файлы cookie, чтобы обеспечить вам наилучшие впечатления от нашего веб-сайта. Подробнее

Как добавить фотоэффекты в PaintShop Pro

1. Обучение
2. Практические руководства
3. Добавить фотоэффекты

С появлением цифровой фотографии добавление фотоэффектов к изображениям стало еще проще. Фотоэффекты могут варьироваться от простых фильтров и модификаций до сложных алгоритмов. Фотоэффекты позволяют имитировать фототехнику, творчески выражать себя, радикально изменять изображение или все вышеперечисленное. Для добавления отличных фотоэффектов требуется только исходное изображение, отличная программа для обработки изображений и ваше творчество.

Вы можете применять к своим изображениям различные фотоэффекты, чтобы имитировать некоторые традиционные фототехники и процессы.

Попробуйте бесплатно

1. Установите PaintShop Pro

Чтобы установить программное обеспечение для редактирования фотографий PaintShop Pro на свой компьютер, загрузите и запустите установочный файл, указанный выше. Продолжайте следовать инструкциям на экране, чтобы завершить процесс установки.

2. Выберите «Черно-белая пленка» в меню «Фотоэффекты»

Выберите «Эффекты» > «Фотоэффекты» > «Черно-белая пленка» . Появится диалоговое окно «Черно-белая пленка».

3. Настройте параметры

Измените нужные параметры и нажмите OK .

Вы также можете:

Настроить цвет фильтра RGB

В групповом поле Цвет фильтра щелкните или перетащите внутри цветового спектра, чтобы задать цвет фильтра RGB.
Значения Красный , Зеленый и Синий , а также панель После обновлены.

Имитация фотосъемки без фильтра

В группе Цвет фильтра поместите фильтр ближе к середине цветового спектра или нажмите кнопку Восстановить по умолчанию bu

Использовать автоматическую настройку фильтра

В В поле группы Filter Color нажмите Suggest Color .

Настройка общей яркости

В групповом окне «Настройки» перетащите ползунок Яркость или введите или установите значение в элементе управления.

Настройка общей яркости

В групповом поле «Настройки» перетащите ползунок «Уточнение» либо введите или установите значение в элементе управления.

2. Выберите «Инфракрасная пленка» в разделе «Фотоэффекты»

Выберите « Эффекты» > «Фотоэффекты» > «Инфракрасная пленка» . Появится диалоговое окно «Инфракрасная пленка».

3. Отрегулируйте интенсивность

Введите или установите значение в поле «Интенсивность» , чтобы определить общую силу инфракрасного эффекта. Чем выше значение, тем ярче зеленый, а темнее синий. Установка значения 0 создает изображение в градациях серого.

4. Управление бликами

Введите или установите значение в поле Управление бликами , чтобы применить эффект ореола к более светлым областям фотографии. Более высокие значения усиливают эффект ореола, создавая мягкие края по всей фотографии. Более низкие настройки минимизируют эффект ореола.

4. Регулятор зернистости

Введите или установите значение больше 0 в поле Зернистость , чтобы добавить к фотографии более реалистичную инфракрасную зернистость. Нажмите ОК .

2. Выберите «Тонирование сепией» в меню «Фотоэффекты»

Выберите «Эффекты» > «Фотоэффекты» > «Тонирование сепией» . Появится диалоговое окно «Тонирование сепией».

3. Настройка силы

Введите или установите значение в поле Сумма до возраста , чтобы определить силу эффекта. Более высокие значения усиливают эффект за счет увеличения количества коричневого цвета в изображении.

2. Выберите «Выборочный фокус» в разделе «Фотоэффекты»

Выберите «Эффекты» > «Фотоэффекты» > «Выборочный фокус» . Появится диалоговое окно Выборочный фокус. Диалоговое окно можно развернуть, чтобы увеличить размер панелей «До» и «После» области предварительного просмотра.

3. Выберите инструмент выделения

В области фокуса щелкните один из следующих инструментов:

• инструмент плоскостного выделения — инструмент по умолчанию для установки линейной области фокуса. Он эффективен при установке области фокусировки вдоль дороги, моста или другого линейного элемента, который не находится на краю фотографии.
• Инструмент выделения половинной плоскости — позволяет установить линейную область фокусировки вдоль края фотографии
• Инструмент «Радиальное выделение» — позволяет установить круглую область фокусировки.

4. Отрегулируйте положение

На панели «До» области предварительного просмотра, когда ваш указатель отображает курсор перемещения , перетащите область фокуса в нужное положение. Перетащите маркер поворота (поле в конце короткой линии), чтобы повернуть область фокусировки. Перетащите маркер изменения размера (на сплошных линиях), чтобы установить края области фокусировки.

5. Внесите окончательные корректировки

Настройте результаты, перетащив любой из следующих ползунков:

• Степень размытия — определяет степень размытия за пределами области фокусировки
• Растушевка края — определяет мягкость перехода между областью в фокусе и размытыми областями. Вы также можете настроить растушевку в интерактивном режиме, перетащив маркер растушевки (на пунктирных линиях) на панели «До».
• Насыщенность — определяет интенсивность цветов на фотографии. Увеличение насыщенности может помочь имитировать яркие цвета краски, используемые для моделей и игрушек.

Эффект «Выборочный фокус» можно использовать для быстрого применения эффекта глубины резкости. Отрегулируйте настройки, чтобы добиться естественного вида.

2. Выберите виньетку из фотоэффектов

Нажмите Эффекты > Фотоэффекты > Виньетка .

3. Установите кромку

В области фокуса выберите инструмент выделения и перетащите его на панели «До», чтобы установить границу для эффекта.

4. Отрегулируйте цвет края

Перетащите ползунок Темный/Светлый , чтобы установить цвет края.

5. Внесите окончательные корректировки

Настройте результаты, перетащив любой из следующих ползунков:

• Размытие — определяет степень размытия вне области фокусировки
• Рассеянное свечение — добавляет эффект люминесцентного осветления и смягчает детали на всей фотографии
• Растушевка края — определяет мягкость перехода между областью в фокусе и краевым эффектом.

  No related posts.