Александр Григорьевич Столетов - Тепляков Г.М.
Скачать (прямая ссылка):
Отметим еще весьма важный существенный факт, открытый А. Г. Столетовым при исследовании зависимости
90 фототока от величины светового потока. Желая другим путем подтвердить полученную пропорциональность между этими величинами, А. Г. Столетов предпринял попытку наклонять арматуры (конденсатор) к световому потоку под углом от 90 (как это было в ранее проводимых опытах) до 45°, добиваясь того, чтобы световой поток с помощью кварцевой линзы по-прежнему целиком падал на электрод. Для того чтобы исключить отражение, отрицательный электрод покрывался копотью. Естественно было ожидать при этом, что пропорциональность между током и световым потоком сохранится. Однако оказалось, что наклон дисков увеличивает силу тока на 5—10%. Этот результат не был понят Столетовым и нашел объяснение значительно позднее в работах Поля и Принсгейма.
Последующие опыты А. Г. Столетова были посвящены выяснению зависимости фототока от расстояния между электродами (і = /(б) при % = const) и от электродвижущей силы, накладываемой на электроды (i = /(?) при б = = const). Методика эксперимента оставалась прежней, электроды использовались латунные, покрытые серебром. Как и ранее, обращалось большое внимание на источники возможных ошибок и их устранение (длительное время, в течение которого велись измерения, а следовательно, наличие утомляемости металла электродов, непостоянство дуги и некоторые другие). Однако все эти обстоятельства не повлияли на основной результат, который выступал весьма явно и определенно и привел А. Г. Столетова к открытию весьма важного закона о существовании тока насыщения. А. Г. Столетов отмечает, что при малом расстоянии б ток приблизительно пропорционален электродвижущей силе лишь при наименьших ее величинах, а затем по мере ее возрастания продолжает расти, но медленнее.
При больших расстояниях б участки пропорциональной зависимости сдвигаются в область больших э. д. с. Для
91 кривых і = /($) при расстояниях 6, больших 6,5 мм, наблюдался перегцб, соответствующий тем большим чем больше б.
Понизив э. д. е., накладываемую на электроды, А. Г. Столетову удалось пронаблюдать перегиб кривых и при б = = 2 — 3 мм. «Таким образом, — писал он, — существование перегиба в кривой і = / (Щ представляется общим законом, но при малых б перегиб не так заметен, ибо лежит вблизи начала координат, где кривая имеет крутой подъем».
Сравнивая кривые I = f (Щ для различных б, А. Г. Столетов заметил, что точки равных ординат і в большинстве случаев хорошо удовлетворяют соотношению 6:6' = ?:?'. Отсюда следовало, что ток является функцией отношения ~ = а, представляющего меру плотности
заряда при незначительно раздвинутых электродах фотоэлемента, а также меру электрической силы, существующей у поверхности электродов и действующей на отрицательные электрические заряды.
Окончательный результат этих измерений А. Г. Столетов сформулировал так: «Электрический ток, который является между арматурами конденсатора вследствие действия лучей на отрицательную арматуру... определяется плотностью заряда на поверхности арматур; другими словами, величиной электрической си-л ы при этих поверхностях. С возрастанием плотности а ток і сперва растет быстрее, чем а, потом медленнее и медленнее, стремясь, так сказать, к некоторому насыщению (которое, однако же, никогда при опытах не достигается вполне)».
Обнаружив в своих опытах фотоэлектрический ток при э. д. с. порядка 1 в, А. Г. Столетов обратил внимание на соизмеримость этой э. д. с. с контактной разностью потенциа-
92 Лов металлов, используемых в качестве электродов. И «если электрическая разность потенциалов двух арматур идет в счет той электродвижущей силы, которая дает ак-тиноэлектрический ток, — писал Столетов, — то естественно ожидать, что такой ток может быть получен и без батареи — от одной только этой разности двух металлов». Однако ток при этом получался лишь в том случае, когда в качестве сплошного диска фотоэлемента А. Г. Столетов использовал более электроотрицательный металл ряда Вольты (посеребренная латунь), а в качестве сетки — менее электроотрицательный (цинк). Из этого факта Столетов сделал очень важный вывод о существовании обмена энергией между излучением и электродом, испускающим заряды. Из этого видно, насколько близок уже в 1889 г. был А. Г. Столетов от правильного понимания природы фотоэффекта. Он писал: «Система Zn, Ag и воздух при условии освещения Ag активными лучами временно обращается в настоящий гальванический элемент, где роль жидкости играет газовая среда. Принимая в расчет, что при этом лучи должны поглощаться серебром, мы можем сказать (в чем бы ни состоял механизм явления), что энергия тока в воздушном элементе возникает за счет энергии освещающих лучей».
Известно, что только в 1905 г. Эйнштейн, опираясь на работы Лоренца, Планка и Ленарда, сформулировал этот
закон: Av= + А, называемый основным законом фотоэффекта.
Анализируя далее результаты эксперимента, А. Г. Столетов дал новый метод определения контактной разности потенциалов металлов, дающий хорошие результаты в сравнении с другими методами. Закон тока насыщения Столетов проверил и другим методом, наблюдая не постоянный ток под действием лучей, а мгновенный разрядный