Фотоэффект

Добро пожаловать

ФИЗИКА 9 КЛАСС



Учитель КОНЮШЕНКО Т.Л.
СОСНОВСКАЯ СШ

 Открытие – исследование – объяснение.  О каком событии идет речь? С именами каких ученых можно связать каждый этап?

1887 г.
1890 г.
1905 г.

Фотоэффект

Тема :

Организационный момент
Повторение
Изложение нового материала
Рефлексия
Закрепление
Домашнее задание

Проверка д/з

Какое излучение называют тепловым?
Что называют абсолютно черным телом?
Как записать закон Стефана-Больцмана?
Что не смогла объяснить классическая теория в теории излучения?
Какое предположение сделал Планк?
Как записать формулу Планка, какие величины в нее входят?

1. Фотоэффект.Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

Знать: основные особенности фотоэффекта, законы фотоэффекта, теорию фотоэффекта, красная граница фотоэффекта.
Уметь применять ЗУН для решения задач.

Квантовая физика это раздел физики в котором изучают свойства микрообъектов ( молекулы, атомы, частицы и т. д).

Фотоэффект это явление которое широко применяется на практике.

2. Механизм фотоэффекта.

Фотоэффект это явление при котором с поверхности вещества вырываются электроны под действием электромагнитного излучения (света).

Фотон сталкивается с электроном, при этом передает ему всю свою энергию. Электрон отрывается от ядра и становится свободным.

Фотоэффект это явление при котором с поверхности вещества вырываются электроны под действием электромагнитного излучения (света). Фотон сталкивается с электроном, при этом передает ему всю свою энергию. Электрон отрывается от ядра и становится свободным

Фотоэффе́кт — это испускание электронов веществом под действием
ультрафиолетового света.

1887 год.

Генрих Герц открыл явление фотоэффекта

1890 год

Александр Григорьевич Столетов
установил количественные закономерности фотоэффекта.

1905 год

Альберт Эйнштейн обосновал квантовую природу фотоэффекта и все его закономерности

Е= hν = А+ mv²/2

3. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

h ν =A+Ek
Где: hν- энергия одного фотона, A – работа выхода,
Ek – кинетическая энергия электрона.
Работа выхода это работа которую совершает электрон отрываясь от ядра, преодолевая силы притяжения.

h ν =A+eUз

Условие фотоэффекта: энергия фотона должна быть не меньше работы выхода. A= h ν.
Красная граница фотоэффекта это минимальная частота при которой происходит фотоэффект.

Из этой формулы следует существование красной границы фотоэффекта, то есть существование наименьшей частоты, ниже которой энергии фотона уже недостаточно для того, чтобы «выбить» электрон из металла. Суть формулы заключается в том, что энергия фотона
расходуется на ионизацию атома вещества и на работу, необходимую для «вырывания» электрона, а остаток переходит в кинетическую энергию электрона.

Е= hν = А+ mv²/2

Корпускулярно-волновой дуализм: Природа света характерезуется двояка:

распространяется как волна
Взаимодействует как частица

Исследования фотоэффекта были одними из самых первых квантовомеханических исследований.
Исследования фотоэффекта показали, что, вопреки классической электродинамике, энергия вылетающего электрона всегда строго связана с частотой падающего излучения и практически не зависит от интенсивности
облучения.

1-й закон:
Сила фототока прямо пропорциональна плотности светового потока.
2-й закон:
Максимальная кинетическая энергия вырываемых светом электронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности.
3-й закон:
Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, то есть минимальная частота света (или максимальная длина волны), при которой ещё возможен фотоэффект.

Внешним фотоэффектом (фотоэлектронной эмиссией)
называется испускание электронов веществом под действием
электромагнитных излучений. Электроны, вылетающие из вещества при
внешнем фотоэффекте, называются фотоэлектронами, а электрический ток, образуемый ими при упорядоченном движении во внешнем электрическом поле, называется фототоком.

Внутренний фотоэффектВнутренний фотоэффект - это фотоэффект, при котором оторванные от своих атомов или молекул электроны остаются внутри освещаемого вещества в качестве свободных.

Приборы, в основе принципа действия которых лежит явление фотоэффекта, называют фотоэлементами.

Фотоэлементы, использующие внешний фотоэффект, преобразуют в
электрическую энергию лишь незначительную часть энергии излучения.
Поэтому в качестве источников электроэнергии их не используют, зато
широко применяют в различных схемах автоматики для управления
электрическими цепями с помощью световых пучков.

С помощью фотоэлементов осуществляется воспроизведение звука,
записанного на кинопленке а также передача движущихся изображений
(телевидение).

На внешнем фотоэффекте основана работа электронно- оптического преобразователя (ЭОП), предназначенного для преобразования изображения из одной области спектра в другую, а также для усиления яркости изображений. В медицине ЭОП применяют для усиления яркости рентгеновского изображения, это позволяет значительно уменьшить дозу
облучения человека.

На фотоэффекте основано превращение светового сигнала в
электрический. Электрическое сопротивление полупроводника падает при освещении; это используется для устройства фотосопротивлений. При освещении области контакта различных полупроводников возникает фото-эдс, что позволяет преобразовывать световую энергию в электрическую.

Фотоэлектронные умножители позволяют регистрировать очень слабое
излучение, вплоть до отдельных квантов.

д/з решить задачи:

Задача 1. Определить длину волны красной границы фотоэффекта для серебра. Работа выхода для серебра равна 6,9·10-19 Дж .

Задача 2. Определить кинетическую энергию электронов, вылетающих из калия (А=3,5·10-19 Дж) при его освещении лучами длиной волны 3,45·10-7 м.

Задача 3. На поверхность вольфрама, работа выхода электрона из которого равна 7,2·10-19 Дж, падают лучи длиной волны 250нм. Определить скорость фотоэлектрона и его кинетическую энергию (m = 9,1·10 -31 кг.)

Задача 4. Работа выхода электрона из бария равна 3,9·10 -19 Дж. Скорость фотоэлектронов 3·105 м/с. Определить длину световой волны и красную границу фотоэффекта.
(m = 9,1·10-31кг.)

Что такое фотоэффект?
Каковы условия возникновения фотоэффекта?
Почему фотоэффект не смогла объяснить волновая теория?
Как записывается формула Эйнштейна?
Что такое красная граница фотоэффекта?
Обладает ли фотон импульсом и энергией?
От каких параметров зависит фотоэффект?