Современная электроника №8/2019

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ 78 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2019 товыми лучами. Со свойственным ему чутьём физика, Герц не прошел мимо такого, на первый взгляд, незначитель- ногофакта, а сразуже обратил внимание на это явление и всесторонне егоиссле- довал. Результатыэтихисследованийон изложил в статье «Овлиянии ультрафи- олетового света на электрический раз- ряд», вышедшейв томже году [5]. Основ- нойвывод, сделанныйв статье, – ультра- фиолетовое излучение явно облегчает искровой разряд. Это было твёрдо уста- новленнымэкспериментальнымфактом, не имеющимпока какого-нибудь разум- ного теоретического объяснения, что и подтвердил сам Герц. В то время ни сам он, ни его современники не отдавали себе ясного отчёта, насколько крупную роль сыграет внаукеи технике этооткры- тие, получившее впоследствииназвание внешнегофотоэлектрического эффекта. Этот круг ещё не разгаданных явле- ний заинтересовал Столетова. Нужно сказать, что Александр Григорьевич был учёным особого класса с необычайно развитымфизическим чутьём. Он всег- да очень тонко умел отличать главное от второстепенного и хорошо ощущал актуальность проблемы. Поэтому, когда он начал свои знаменитые актино-элек- трические исследования, он прекрасно понимал, что подробное и обстоятель- ное изучение обещает впереди много важного и интересного для науки. Его предположения более чем оправдались в его же собственных работах: Столето- ву удалось установить основные особен- ности и закономерности исследуемого им явления и открыть новые. Общепри- знано, что актино-электрические иссле- дования Столетова – наиболее выдаю- щиеся из его научных работ. Во второйполовинефевраля 1888 года Столетов начал своиопыты. В этот пери- од изучением внешнего фотоэффек- та занимались и другие физики: в Ита- лии – А. Риги, во Франции – Е. Биша и Р. Блондло, в Германии – Э. Видеман, В. Гальвакс, Г. Эберт. Все они, а особенно Август Риги, были серьёзнымиисследо- вателями. В своеймонографии, обобща- ющей в основном все его актино-элек- трические исследования, Столетов писал: «Повторяя в начале 1888 г. интересные опыты гг. Герца, Видемана иЭберта, Галь- вакса относительно действия лучей на электрические разрядывысокогонапря- жения, я вздумал испытать, получится ли подобное действие при электриче- стве слабых потенциалов... Моя попыт- ка имела успех выше ожидания. Пер- вые моиопытыначатыоколо 20февра- ля 1888 г. и продолжались непрерывно, насколько позволяли другие занятия, по 21июня 1888 г. В течение этого времени мне удалось, полагаю, осветить некото- рые любопытные вопросыотноситель- но „актино-электрических действий“» [6]. Столетов установил следующие зако- номерности внешнего фотоэффекта, не утратившие своего значения до наше- го времени: ● наиболее эффективное действие ока- зывают ультрафиолетовые лучи; ● под действием света вещество теряет только отрицательные заряды; ● сила тока, возникающего под дей- ствием света, прямо пропорциональ- на его интенсивности. Непонятным для Столетова продол- жало оставаться лишь одно: что же всё- такипроисходит в процессе поглощения света металлическим диском-катодом? Какова природа возникающего актино- электрического тока? Нужно сказать, что на этот последний вопрос Столетов отве- та дать не мог по вполне естественной причине, заключающейся в состоянии физических знаний конца 80-х годов позапрошлого столетия. Ни Герц, ниСто- летов, ни Гальвакс, ниРиги, ниВидеман– одним словом, ни один из современни- ков Столетова принципиально не мог дать правильного и темболее исчерпы- вающего ответа на этот вопрос, потому что в ту эпоху ещё ничегоне былоизвест- но ни о строении атома, ни о существо- вании электронов, ниобих способности покидать приизвестныхобстоятельствах пределы тела, ни о квантово-механиче- ских законах –могущественных законах естествознания. В связи с этим оконча- тельная разгадка внешнего фотоэф- фекта не могла родиться раньше, чем появилась на свет классическая работа А. Эйнштейна, написаннаяимв 1905 году. Однако к честиСтолетова следует ска- зать, что он чрезвычайно близко подо- шёл к раскрытию физической сущно- сти этого явления. Даже самое беглое и сжатое рассмотрение работ выдающе- госяфизика нашей страныпоказывает, насколько глубоко разбирался он во всех вопросах и насколько дальновиден, про- зорлив он был. Это утверждение станет ещё более очевидным, если вспомнить, что исследованием актино-электриче- ского эффекта занималось достаточно большое число крупных физиков и ни один из них не смог установить истин- ной природы этих явлений. Тем более поразительной является точка зрения Столетова, считавшего, что «в разрядах, происходящих под действием лучей, необходимую роль играет механиче- ская конвекция электричества». Сущность этого явления заключает- ся в том, что под действием падающего на тело электромагнитного излучения с его поверхности в окружающее про- странство вылетают электроны. Откры- тие электрона принадлежит англичани- ну Джозефу Джону Томсону в 1897 году, а в 1899 году немецкий физик Ф. Ленард методом отклонения зарядов в элек- трическом и магнитном полях опре- делил удельный заряд частиц, выры- ваемых светом из катода, доказав, что эти частицы являются электронами. К сожалению, всё это произошло уже после смерти Столетова. В 1905 году А. Эйнштейн сформулиро- вал квантовую теорию света, согласно которой, фотоны, поглощённые веще- ством, в процессе поглощения отдают свою энергию атомам вещества, благо- даря чему входящие в их состав элек- троны приобретают способность пре- одолевать удерживающие их связи с ядром и с поверхностью тела и выле- тают наружу. Явление фотоэффекта и его закономерности были объяснены. Согласно Эйнштейну, свет частотой ν не только испускается, как это пред- полагал Планк, но и распространяется в пространстве и поглощается веще- ством отдельными порциями (кван- тами). Таким образом, распростране- ние света нужно рассматривать не как непрерывный волновой процесс, а как поток локализованных в пространстве дискретных световых квантов, движу- щихся со скоростью распространения света в вакууме ( c =3 × 10 8 м/с). Кванты Внешний вид фотоэлемента Ф-4 (из коллекции автора)