ФОТОНИ. ОБЯСНЕНИЕ НА ФОТОЕФЕКТА. - презентация

1 М.Василева

2 Човекът, който промени света – Алберт Айнщайн. Главни заслуги: Създаване на теорията на относителността, свързана с нови представи за времето, пространството, гравитацията и еквива- лентността на маса и енергия (Е = m.c 2 ). Всеобща теория на полето (недовършена). Принос в развитието на квантовата теория. За обяснението на фотоефекта Айнщайн получава нобелова награда по Физика през 1921г. Айнщайн посвещава целия си живот на хуманизма и борбата с насилието, въпреки че до края на живота си се чувства виновен за трагедията над Хирошима и Нагасаки. Алберт Аинщайн, един от най-големите физици на всички епохи, е роден на г. В началото на април 1955г. здравето на Айнщайн рязко се влошило и той починал на г.

3 1. Възникване на квантовата идея. През 1900г. Макс Планк обяснява спектъра на излъчване на абсолютно черно тяло. Той допуснал, че изпускането на електромагнитните вълни става на отделни порции «кванти», а не непрекъснато. Според Планк енергията на един квант е Е = h.ν. (h - константа на Планк, h= 6, J.s) През 1905г. Айнщайн доразвива хипотезата на Макс Планк, като стига до извода, че светлината не само се излъчва на кванти, но също така се поглъща на кванти. Айнщайн нарича квантите с ново име, ФОТОНИ, което остава във Физиката и до днес.

4 2. Фотони. Фотоните са особен вид частици, които винаги се движат със скоростта на светлината. Поток монохроматична светлина представлява поток от еднакви фотони. Те имат двойнствена природа – проявяват се и като вълни, и като частици. Свойства на вълна, c=λ. ν. Фотоните имат честота ν на вълната. Фотоните имат дължина λ на вълната. Свойства на частица, Е=h. ν. Фотоните имат точно определени енергия. Излъчват се и се поглъщат само цели фотони.

5 3. Уравнение на Айнщайн за фотоефекта. А) Отделителна работа на метал. Минималната работа, която трябва да извърши всеки свободен електрон, за да напусне повърхността на метала, се нарича отделителна работа (А е ) за съответния метал. Тази работа зависи от вида на метала и от чистотата на неговата повърхност. Повърхностна бариера h.ν = A e +E k,max

6 Уравнение на Айнщайн за фотоефекта h.ν = A e +E k,max От уравнението на Айнщайн следва, че E k, max =h.ν -A e, т.е. електроните, които извършват минимална работа, напускат метала с максимална кинетична енергия. Б) Кинетична енергия

7 3. Обяснение на законите на фотоефекта. А) Обяснение на първия закон. Защо броят на отделените за единица време електрони е правопропорционален на интензитета на монохроматичната светлина? Броят на фотоните, които попадат за единица време върху единица площ от металната повърхност е правопропорционален на интензитета на светлината. Т.е. по-голям интензитет на светлината, означава по-голям брой фотони, а това означава по-голям брой избити електрони.

8 Б) Обяснение на втория закон. Защо съществува червена граница? Ако h.ν

9 В) Обяснение на третия закон. От уравнението на Айнщайн следва, че E k, max =h.ν -A e. От това уравнение следва още, че E k, max (ν) е линейна функция на честотата, което обяснява експериментално получената зависимост. Защо максималната кинетична енергия ( E k, max ) на електроните не зависи от интензитета на падащата монохроматична светлина?

10 Поглъщането на фотон от електрон става за изключително малък интервал от време.