Вопрос 1 Что называется фотоэффектом? Вопрос 2 Почему электрометр с цинковой пластиной при освещении ультрафиолетовыми лучами: а) разряжается, если цинковая. - презентация

1

2 Вопрос 1 Что называется фотоэффектом? Вопрос 2 Почему электрометр с цинковой пластиной при освещении ультрафиолетовыми лучами: а) разряжается, если цинковая пластина заряжена отрицательно? б) не разряжается, если цинковая пластина заряжена положительно? _ +

3 U I IнIн UзUзU1U1 U2U2 U3U3 UnUn Ток насыщения определяется числом электронов, испущенных за 1 секунду освещенным электродом. Вопрос 3. Катод освещен ультрафиолетовым светом, разность потенциалов между катодом и анодом равна нулю. Миллиамперметр показывает наличие в цепи тока. Почему? Вопрос 4. Катод освещен ультрафиолетовым светом, разность потенциалов между катодом и анодом увеличивается. Что будет показывать миллиамперметр? Вопрос 5. Что будет показывать миллиамперметр, если полярность источника поменять, а разность потенциалов будет увеличиваться от 0 до …? Схема опыта Столетова Вольт - амперная характеристика (ВАХ)

4 Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а линейно возрастает с частотой света. Для каждого вещества существует определенное значение частоты v min, называемое красной границей фотоэффекта. Фотоэффект имеет место только при частотах v > v min. Количество электронов, выбиваемых светом с поверхности вещества за 1 секунду, прямо пропорционально поглощаемой за это время энергии световой волны. Законы фотоэффекта: 1 закон 2 закон 3 закон

5 И последнее перед изучением нового материала урока! Ѵ Определите максимальную скорость фотоэлектронов, вылетаемых из катода, если задерживающая разность потенциалов равна 16 В. U з = 400В е = 1,6 · Кл m е = 9 · кг V max - ? е·U з = m e · V 2 max /2 V max = 2е·U з /m e

6 Цели урока: 1.Объяснить экспериментальные законы фотоэффекта Столетова на основе квантовых представлений о природе света. 2. Выработать алгоритм решения задач по фотоэффекту на основе квантовых представлений о природе света (уравнения Эйнштейна).

7 Квантовая теория фотоэффекта Эйнштейн объяснил экспериментальные законы фотоэффекта на основе квантовых представлений о природе света. Путь познания истины (ГФЭТ): Г - гипотеза (предположение Планка); Ф - факты (Герц); Э -эксперимент (Столетов); Т -теория (Эйнштейн). ГФТЭ или ФГЭТ в

8 Первый закон фотоэффекта. Монохроматическое излучение, освещающее катод, состоит из потока квантов света с энергией Е = h·v. При взаимодействии излучения с веществом атом, находящийся в поверхностном слое, поглощает квант света целиком. При этом он может потратить его на испускание электрона. При облучении металла светом происходит громадное число таких элементарных актов фотоэффекта. Энергия светового пучка складывается из энергий отдельных квантов света. Световой поток пропорционален числу квантов света: Ф ~ h· v ·N. С увеличением числа квантов (светового потока) растет число электронов n е, покинувших металл и участвующих в создании фототока. Сила тока насыщения пропорциональна числу электронов I ~ n е, следовательно, ток насыщения пропорционален световому потоку: I н ~ Ф. Первый закон фотоэффекта. Количество электронов, выбиваемых светом с поверхности вещества за 1 секунду, прямо пропорционально поглощаемой за это время энергии световой волны.

9 Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а линейно возрастает с частотой света. Второй закон фотоэффекта. При поглощении электроном кванта света часть энергии кванта тратится на совершение работы выхода А вых, а остальная часть составляет кинетическую энергию фотоэлектрона. На основе закона сохранения энергии можно записать уравнение для фотоэффекта (уравнение Эйнштейна): h· = А вых + m·V 2 /2. Из формулы видно, что кинетическая энергия фотоэлектронов прямо пропорциональна частоте света. Второй закон фотоэффекта.

10 Для каждого вещества существует определенное значение частоты v 0, называемое красной границей фотоэффекта. Фотоэффект имеет место только при частотах v > v min. Третий закон фотоэффекта При уменьшении энергии кванта света уменьшается кинетическая энергия фотоэлектронов. При некотором значении частоты света ( min ) энергии кванта хватает только на работу выхода. Соотношение h· = А вых + m·V 2 /2 примет вид: h· min = А вых. Если же h· min < А вых, то электрон не может покинуть металл. Фотоэффект не происходит. Эта частота min и будет красной границей фотоэффекта. Третий закон фотоэффекта

11 Таким образом, квантовая теория света полностью объясняет явление внешнего фотоэффекта. Тем самым было получено подтверждение того, что свет помимо волновых свойств обладает также и корпускулярными свойствами.

12