Фотоэффект Квантовая физика Физика 11 класс

ЗАРОЖДЕНИЕ КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ 1.Больше 200 лет существуют законы механики, теория всемирного тяготения. 2.Разработана МКТ. 3.Подведен прочный фундамент под термодинамику. 4.Завершена максвелловская теория электромагнетизма. 5.Открыты фундаментальные законы сохранения. 6.Открыты рентгеновские лучи, явление радиоактивности, открыт электрон. Однако классическая физика не сумела объяснить эти явления.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ В АБСОЛЮТНО ЧЕРНОМ ТЕЛЕ Абсолютно черное тело – тело, поглощающее всю энергию падающего на него излучения любой частоты при произвольной температуре R(T) = σT 4.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ В АБСОЛЮТНО ЧЕРНОМ ТЕЛЕ

ГИПОТЕЗА ПЛАНКА Атомы испускают электромагнитную энергию отдельными порциями – квантами. E = hν, где h – постоянная Планка h = 6,626 ·10 –34 Дж ·с.

ФОТОЭФФЕКТ В 1888 г. Г.Герц обнаружил, что при облучении ультрафиолетовыми лучами электродов, находящихся под высоким напряжением, разряд возникает при большем расстоянии между электродами, чем без облучения. Фотоэффектом называется испускание элек- тронов с поверхности металла под действием света.

ФОТОЭФФЕКТ Цинковую пластину, соединен- ную с электроскопом, заряжают отрицательно и облучают ультра- фиолетовым светом. Она быстро разряжается. Если же ее разря- дить положительно, то заряд пластины не изменяется. Цинковую пластину, соединен- ную с электроскопом, заряжают отрицательно и облучают ультра- фиолетовым светом. Она быстро разряжается. Если же ее разря- дить положительно, то заряд пластины не изменяется. Ультрафиолетовые лучи, проходящие через сетчатый положительный электрод, попадают на отрицательно заряженную цинковую плас- тину и выбивают из нее элект- роны, создавая фототок, регистрируемый гальвано- метром. Ультрафиолетовые лучи, проходящие через сетчатый положительный электрод, попадают на отрицательно заряженную цинковую плас- тину и выбивают из нее элект- роны, создавая фототок, регистрируемый гальвано- метром.

ЗАКОНЫ ФОТОЭФФЕКТА Первый закон Фототок насыщения пропорционален световому потоку, падающему на ме- талл. Число электронов, выбиваемых за 1 с из вещес- тва, пропорционально ин- тенсивности света, падаю- щего на это вещество. Фототок насыщения пропорционален световому потоку, падающему на ме- талл. Число электронов, выбиваемых за 1 с из вещес- тва, пропорционально ин- тенсивности света, падаю- щего на это вещество.

ЗАКОНЫ ФОТОЭФФЕКТА Второй закон Кинетическая энергия фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а зависит от его частоты. Кинетическая энергия фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а зависит от его частоты. Кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой света.

ЗАКОНЫ ФОТОЭФФЕКТА Третий закон Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, т.е. существует наимень- шая частота ν min, при которой еще возможен фо- тоэффект. При ν < ν min ни при какой интен- сивности волны падающего света на фотокатод Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, т.е. существует наимень- шая частота ν min, при которой еще возможен фо- тоэффект. При ν < ν min ни при какой интен- сивности волны падающего света на фотокатод фотоэффект не произойдет.

ЗАКОНЫ ФОТОЭФФЕКТА Четвертый закон Фотоэффект практически безынерционен, фототок возникает мгновенно после начала освещения катода при условии, что частота света ν < ν min. Фотоэффект практически безынерционен, фототок возникает мгновенно после начала освещения катода при условии, что частота света ν < ν min.

ТЕОРИЯ ФОТОЭФФЕКТА Свет имеет прерывистую структуру

ФОТОН И ЕГО СВОЙСТВА Фотон – материальная, электрически нейтральная частица. Фотон – материальная, электрически нейтральная частица. ЭНЕРГИЯ ФОТОНА E = hν E = ħν, где h = 6,626·10 –34 Дж·с, ħ ħ = 1, Дж с ИМПУЛЬС ФОТОНА p = mc = = = МАССА ФОТОНА m = h ν h ν c hλ E E c h ν h ν c 2 c 2

Основные свойства фотонов 1.Является частицей электромагнитного поля 2.Движется со скоростью света 3.Существует только в движении 4.Остановить фотон нельзя: он либо движется со скоростью света, либо не существует; следовательно, масса покоя фотона равна нулю. ФОТОН И ЕГО СВОЙСТВА

ЭФФЕКТ КОМПТОНА Полная энергия тела пропорциональна его массе.

ЭФФЕКТ КОМПТОНА

ДАВЛЕНИЕ СВЕТА