Презентация по теме: Фотоэффект

Квантовая физика

«Фотоэффект»

Цели урока:

• Обобщить знания по теории фотоэффекта.
• Сформировать знания о практическом применении фотоэффекта.
• Продолжить формирование научного мировоззрения.

Кто является основоположником квантовой физики?

Макс Планк. Великий немецкий физик – теоретик, основатель квантовой теории – современной теории движения, взаимодействия и взаимных превращений микроскопических частиц.

• Как атомы испускают энергию?
• Чему равна эта энергия?

• Макс Планк предположил, что атомы испускают энергию порциями – квантами.
• Энергия одного кванта равна:

• 1887 г.—Генрих Герц открыл явление фотоэффекта.

Кто является основоположником теории фотоэффекта?

А.Г. Столетов – русский физик. Исследование фотоэффекта принесло ему мировую известность. Столетов показал возможность применения фотоэффекта на практике. Он является инициатором создания физического института при Московском университете.

1888-1890г.

Что называется фотоэффектом?

Фотоэффект – это вырывание электронов из вещества под действием света.

Каким законам подчиняется фотоэффект?

• Количество электронов, вырываемых светом с поверхности металла за 1секунду, прямо пропорционально поглощаемой за это время энергии световой волны.
• Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности.

Что делали Что заметили .

1)Изменяли

Интенсивность/мощность

2)Изменяли напряжение

3)Изменяли частоту излучения

1)с увеличением мощности растет I насыщ.

т.е.число е, достиигших +

2)С увеличением U , ток сначала и, достигнув I нас., перестает расти

3)При уменьшении частоты, Екин. И при некоторой

фотоэффект не

происходит

Кто дал объяснение явлению фотоэффект?

Альберт Энштейн (1879-1955) – великий физик XX века. Им создано новое учение о пространстве и времени – специальная теория относительности.

Энштейн впервые ввел представление о частицах света – фотонах, дал объяснение явлению фотоэффекта разработал теорию броуновского движения.

• Энергия фотона, соответствующая красной границе фотоэффекта, для калия равна 7,2·10 –19 Дж. Определите максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, если на металл падает свет, энергия фотонов которого равна 10 –18 Дж.
• 1. 2,8·10 -19 Дж. 2. 0. 3. 1,72·10 –18 Дж 4. 7,2·10 -19 Дж.

Никогда не знаешь, что может тебе пригодиться в жизни !

«Дверь имела хитроумное устройство: при попытке

постороннего её открыть, ультрафиолетовая лампа

с длиной волны 0.1 мкм освещала вольфрамовую

пластинку фотоэлемента. Вырванные электроны

замыкали электрическую цепь, которая открывала

шлюз. В коридор устремлялась вода, кишащая пияв

ками, крокодилами, пираньями и акулами. Джеймс

Бонд, вдруг вспомнил, что в детстве мама говорила

ему: - Запомни, сынок, работа выхода электронов из

вольфрама 4,5 эВ! –Зачем это мне, мама? –Удивлялся

маленький Джеймсик. – Никогда не знаешь, что мо

жет пригодиться тебе в жизни, - отвечала мама. Тогда

он быстро произвел вычисления и подключил к фото

элементу источник постоянного тока, дающий на его

зажимах напряжение в 7,95 В, потянул за ручку двери и

Энштейн в экспериментах увидел убедительное доказательство того, что

свет имеет прерывистую структуру и поглощается отдельными порциями.

Энергия каждой порции равна :

Она расходуется на совершение работы выхода электрона из металла А и на сообщение электрону кинетической энергии .

Что такое фотон?

Фотон – элементарная частица, лишенная массы покоя и электрического заряда, но обладающая энергией и импульсом.

Это квант электромагнитного поля, которое осуществляет взаимодействие между заряженными частицами.

Как определить массу фотона ?

По теории Планка

По теории Энштейна

Следовательно:

Как определить импульс фотона?

Фотон лишен массы покоя и при рождении сразу имеет скорость с.

Импульс – это произведение массы на скорость.

Следовательно импульс фотона равен

Направлен импульс по световому лучу .

Работа с учебником (с 243)

• Когда свет проявляет волновые свойства
• Когда свет проявляет корпускулярные свойства
• Что такое корпскулярно-волновой дуализм
• Гипотеза де Бройля:1923г….
• λ = h/p

• Возникнет ли фотоэффект в цинке под действием облучения, имеющего длину волны 240нм? (600нм); h=4 , 136• 10 -15 эВ•с
• А вых=4,2эВ
• + e U з

Виды фотоэлементов: вакуумный и полупроводниковый

• Первый фотоэлемент, основанный на внешнем фотоэффекте, создал А. Г. Столетов в 1887 г.
• Фотоэлемент, действие которого основано на фотоэлектронной эмиссии (внешнем фотоэффекте), представляет собой электровакуумный прибор с двумя электродами
• Фотоэлемент, действие которого основано на внутреннем фотоэффекте, представляет собой полупроводниковый прибор с выпрямляющим полупроводниковым переходом. При замыкании внешней электрической цепи полупроводникового фотоэлемента через нагрузку начинает протекать электрический ток, пропорциональный световому потоку.
• Фотоэлементы служат приёмниками оптического излучения, в т. ч. видимого света.
• Полупроводниковые фотоэлементы используют также для прямого преобразования солнечного излучения в электрическую энергию – в солнечных батареях

Где применяется явление фотоэффекта?

• Заговорило кино и стала возможной передача движущихся изображений.
• Контроль размеров изделий.
• Автоматическое включение и выключение маяков и уличного освещения.
• Автоматизация станков на заводах.
• «Видящие» автоматы в метро.
• Солнечные батареи (космические корабли)

Значение открытия фотоэффекта

Открытие фотоэффекта имело большое значение для более глубокого понимания природы света. Но ценность науки состоит не только в том, что она выясняет сложное и многообразное строение окружающего мира, но и в том, что она дает нам в руки средства, используя которые можно совершенствовать производство, улучшать условия материальной и культурной жизни общества.