Поделиться
9кл _Теория Планка. Фотон_..pptx
ДОБРО ПОЖАЛОВАТЬ
ФИЗИКА
9 КЛАСС
Учитель КОНЮШЕНКО Т.Л.
СОСНОВСКАЯ СШ
тема Гипотеза Планка о квантах. Фотон.
воскресенье, 30 июня 2024 г.
Вопросы
Какие свойства одновременно присущи свету?
Какие источники света вам известны?
Чему равна скорость распространения света в стекле (показатель преломления стекла n=1,5)?
150 000 км/с;
200 000 км/с
300 000 км/с
200 000 м/с
4.Какие воды электромагнитных волн вам известны?
5.Чем они отличаются друг от друга?
6.Что такое инфракрасное излучение? Ультрафиолетовое?
7.Каков их приблизительный диапазон.
8.Каковы специфические особенности этих излучений.
9.Можно ли загореть в солнечную погоду, сидя у закрытого окна?
Вопросы
1. Что такое полное внутреннее отражение света? Где оно применяется?
Гипотеза Планка
ПРЕДПОСЫЛКИ РАЗВИТИЯ ТЕОРИИ
К концу XIX века ученые считали, что построение физической картины мира практически закончено и следующим поколениям ученых останется только уточнять цифры после запятых в физических константах.
e=1,602 176 565(35)·10−19 Кл
k=1,380 6488(13)·10−23 Дж·К−1
«Над физикой стоит ясное небо, все законы физики уже открыты, осталось только два облачка».
Лорд Кельвин
Первым таким облачком Кельвин считал распространение электромагнитных волн в вакууме с постоянной скоростью без какой-либо среды.
Лорд Кельвин
Второе облачко, по словам Кельвина, – это спектр излучения нагретых тел. Если тело имеет высокую температуру, то оно может стать источником видимого излучения. Трудность состояла в том, что теоретическая физика не могла объяснить спектр излучения нагретого тела.
Лорд Кельвин
К концу прошлого века ученые зашли в тупик перед явлениями, связанными с изучением нагретых твердых тел. |
«Ультрафиолетовая катастрофа»
Тепловое излучение
Тела излучают электромагнитные волны не только при высокой температуре, но и при любой температуре, отличной от абсолютного нуля.
Такое излучение
называют тепловым.
Тепловое излучение
Тела излучают электромагнитные волны не только при высокой температуре, но и при любой температуре, отличной от абсолютного нуля.
Такое излучение
называют тепловым.
Тепловое равновесие между телом и электромагнитным полем наблюдается в результате излучения и поглощения электромагнитных волн.
Тепловое равновесие между телом и электромагнитным полем наблюдается в результате излучения и поглощения электромагнитных волн.
РАВНОВЕСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
При излучении электромагнитных волн внутренняя энергия тела – уменьшается (тело остывает);
РАВНОВЕСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
2. При поглощении электромагнитных волн внутренняя энергия тела – увеличивается (тело нагревается);
Электромагнитное излучение, находящееся в тепловом равновесии с телом, называется равновесным.
Электромагнитное излучение, находящееся в тепловом равновесии с телом, называется равновесным.
«Ультрафиолетовая катастрофа»
В конце XIX века считалось твердо установленным, что нагретое твердое тело излучает непрерывные световые волны.
«Ультрафиолетовая катастрофа»
Теоретические расчеты показывали: излучающая способность нагретого твердого тела в ультрафиолетовой части его спектра, а тем более в рентгеновской части, должна была бы беспредельно возрастать .
|
«Ультрафиолетовая катастрофа»
Парадокс классической физики, состоящий в том, что она не могла объяснить данное явление
«Ультрафиолетовая катастрофа»
Английские ученые Релей и Джинс предприняли попытку объединить законы теплового излучения в один. Этот закон очень хорошо подтверждал экспериментальные данные, но он соответствовал только средней части спектра излучения для желтых и зеленых лучей. Когда происходило смещение в сторону синих, фиолетовых и ультрафиолетовых лучей, то этот закон нарушался.
Закон Рэлея - Джинса
Следовательно, в тепловом излучении должно быть много ультрафиолетовых и рентгеновских лучей, чего на опыте не наблюдалось. Затруднения в согласовании теории с результатами эксперимента получили название ультрафиолетовой катастрофы.
Из закона Релея-Джинса, следовало, что чем короче длина волны, тем большей должна быть интенсивность теплового излучения
Причина «ультрафиолетовой катастрофы»
Положение классической физики:
излучение непрерывно и поэтому его поглощение и излучение веществом может изменяться непрерывно принимая сколь угодно близкие значения.
Рождение квантовой физики
В декабре 2000 года мировая научная общественность отмечала столетний юбилей возникновения новой науки – квантовой физики и открытие новой фундаментальной физической константы – постоянной Планка.
В 1900 году Макс Планк выдвинул квантовую гипотезу.
Раздел физики – квантовой физикой.
МАКС ПЛАНК
(1858 – 1947)
Чтобы избежать «ультрафиолетовой катастрофы», необходимо допустить, что излучению, как и веществу, свойственна дискретность, т.е. электромагнитное поле поглощается и излучается веществом отдельными порциями - квантами.
Гипотеза Планка
Атомы вещества излучают и поглощают энергию отдельными порциями – квантами.
Энергия кванта прямо
пропорциональна частоте излучения.
h– постоянная Планка
+
Единицы измерения энергии
Энергия измеряется в джоулях (Дж).
2. Энергия измеряется в электрон-вольтах (эВ)
1 эВ = 1,6 × 10-19 Дж
- интенсивность света (поверхностная плотность потока излучения), при S=1 м2 и t=1 с.
Энергия каждой порции прямо пропорциональна частоте.
Энергия квантов разного цвета имеет разное значение и зависит от частоты цвета.
ОСНОВОПОЛОЖНИКИ КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ
НИЛЬС БОР |
АЛЬБЕРТ ЭЙНШТЕЙН |
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ НЕ ТОЛЬКО ИЗЛУЧАЕТСЯ КВАНТАМИ, НО И РАСПРОСТРАНЯЕТСЯ И ПОГЛОЩАЕТСЯ В ВИДЕ КВАНТОВ (Эйнштейн)
ФОТОН
Корпускулярно-волновой дуализм
1. При распространении света проявляются его волновые свойства.
2. При взаимодействии с веществом (излучении и поглощении) – корпускулярные, т.е. ведет себя как поток частиц.
Свойства света, обнаруживаемые при излучении и поглощении, называют корпускулярными.
Световая частица, называется фотоном или квантом электромагнитного излучения.
Корпускулярно – волновой дуализм
свет - волна
свет – поток частиц
интерференция
дифракция
поляризация
фотоэффект (красная граница)
коротковолновая граница рентгеновских спектров
эффект Комптона
Нильс Бор – принцип дополнительности: для описания того или иного явления надо использовать или волновую или корпускулярную теорию света, но не ту и другую одновременно.
В современной физике ФОТОН рассматривается как одна из элементарных частиц.
Таблица элементарных частиц уже многие десятки лет начинается с фотона.
ФОТОН
ФОТОН
Фотон - материальная, электрически нейтральная частица, квант электромагнитного поля (переносчик электромагнитного взаимодействия).
Основные свойства фотона
1. Является частицей электромагнитного поля.
2. Движется со скоростью света.
3. Существует только в движении.
4. Остановить фотон нельзя: он либо движется со скоростью, равной скорости света, либо не существует; следовательно, масса фотона равна нулю.
Из коллекции www.eduspb.com
Характеристики фотона
Скорость движения фотона в вакууме: с
Частота фотона: ν
Белый свет – поток фотонов всевозможных частот из диапазона от 4.1014 Гц до 7,5.1014 Гц.
Монохроматический свет - поток фотонов определенной частоты.
Энергия фотона:
Где ,
Характеристики фотона
Энергия фотона:
Где ,
Характеристики фотона
т.к. = c/ |
ИМПУЛЬС
P = m c |
P = E/c |
P = h /C |
P = h / |
Характеристики фотона
МАССА
2 |
2 |
Фотон не имеет массу покоя.
Характеристики фотона
Величины, характеризующие свойства фотона
Волновые:
Длина волны – λ
Частота - ν
Скорость волны - v
Период - T
Квантовые:
Масса движения
Импульс
Заряд (q= 0 Кл)
Энергия движения
Скорость света
(в вакууме - 3*108 м/с)
Энергия фотона:
Импульс фотона
Масса фотона
Вектор импульса фотона направлен по световому пучку
Характеристики фотона
Формула Планка:
Е = h ν
Постоянная Планка
h = 6, 626 * 10 – 34 Дж c
ФАКТЫ, ПОДТВЕРДИВШИЕ СУЩЕСТВОВАНИЕ ФОТОНА
ДАВЛЕНИЕ СВЕТА
ХИМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ СВЕТА |
Световое давление (опыты П.Н.Лебедева).
Эффект А. Комптона
(рассеяние фотонов электромагнитного излучения на свободных электронах).
ФАКТЫ, ПОДТВЕРДИВШИЕ СУЩЕСТВОВАНИЕ ФОТОНА
Эффект А. Комптона (рассеяние фотонов на электронах).
ФАКТЫ, ПОДТВЕРДИВШИЕ СУЩЕСТВОВАНИЕ ФОТОНА
1. Фотон лишен массы покоя, т.е. он не существует в состоянии покоя, и при рождении сразу имеет скорость света.
2. Фотон имеет импульс, который направлен по световому лучу.
p = mc = hν/с = h/λ
3. Чем больше частота, тем больше энергия и импульс фотона и тем отчетливее выражены корпускулярные свойства света.
Домашние задачи
5. Рассматривая предмет в собирающую линзу, его располагают на расстоянии 4 см от нее. При этом получают мнимое изображение, в 5 раз большее самого предмета. Какова оптическая сила линзы?
6. На каком расстоянии от линзы с фокусным расстоянием 12 см надо поместить предмет, чтобы его действительное изображение было втрое больше самого предмета?
7. На каком расстоянии перед рассеивающей линзой с оптической силой -3 дптр надо поместить предмет, чтобы его мнимое изображение получилось посередине между линзой и ее мнимым фокусом?
СПАСИБО
ЗА
ВНИМАНИЕ
Материалы на данной страницы взяты из открытых источников либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.
