Презентация уроку Выполнила учитель физики МБОУ СОЩ 17 г.Бийск Алтайского края Иванова Вера Николаевна. - презентация

1 Презентация уроку Выполнила учитель физики МБОУ СОЩ 17 г.Бийск Алтайского края Иванова Вера Николаевна

2 Открытие фотоэффекта Фотоэлектрический эффект был открыт в 1887 году немецким физиком Г.Герцем и в 1888–1890 годах экспериментально исследован А. Г. Столетовым. Фотоэлектрический эффект был открыт в 1887 году немецким физиком Г.Герцем и в 1888–1890 годах экспериментально исследован А. Г. Столетовым. Наиболее полное исследование явления фотоэффекта было выполнено Ф. Ленардом в 1900 г. Наиболее полное исследование явления фотоэффекта было выполнено Ф. Ленардом в 1900 г.

3 Столетов Александр Григорьевич ( ) Количественные закономерности фотоэффекта были установлены А.Г.Столетовым ( )

4 Наблюдение фотоэффекта Наблюдение фотоэффекта Цинковую пластину, соединенную с электроскопом, заряжают отрицательно и облучают ультрафиолетовым светом. Она быстро разряжается. Цинковую пластину, соединенную с электроскопом, заряжают отрицательно и облучают ультрафиолетовым светом. Она быстро разряжается. Если же ее зарядить положительно, то заряд пластины не изменится

5 Фотоэффект - явление испускания электронов с поверхности металла под действием света. Фотоэффект - явление испускания электронов с поверхности металла под действием света. Если электроны вылетают за пределы вещества, фотоэффект называют внешним. Если электроны вылетают за пределы вещества, фотоэффект называют внешним. Явление фотоэффекта показало, что свет имеет прерывистую структуру: излученная порция световой энергии сохраняет свою индивидуальность и в дальнейшем. Поглотиться может только вся порция целиком. Явление фотоэффекта показало, что свет имеет прерывистую структуру: излученная порция световой энергии сохраняет свою индивидуальность и в дальнейшем. Поглотиться может только вся порция целиком.

6 Опыт Столетова Катод K Стеклянный вакуумный баллон Двойной ключ для изменения полярност и Кварцевое окошко Анод А Источник напряжения U Источник монохроматического света длины волны λ Потенциометр для регулирования напряжения Электроизмерительные приборы для снятия вольтамперной характеристики

7 Вольт-амперная характеристика при фотоэффекте При малых напряжениях не все фотоэлектроны достигают анода. С увеличением разности потенциалов между анодом и катодом сила тока нарастает. При некотором напряжении она достигает максимального значения, называемого током насыщения I н При малых напряжениях не все фотоэлектроны достигают анода. С увеличением разности потенциалов между анодом и катодом сила тока нарастает. При некотором напряжении она достигает максимального значения, называемого током насыщения I н

8

9 Ответить на вопросы Ответить на вопросы 1. Наблюдается ли фототок при U=0? 2. Что происходит с силой тока при дальнейшем увеличении напряжения? 3. Что происходит при смене полярности ? Исследовать зависимости: Исследовать зависимости: влияния интенсивности света на величину фототока? влияния интенсивности света на величину фототока? максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от частоты света и его интенсивности. максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от частоты света и его интенсивности. Определите условия, при которых фотоэффект не возможен для заданного вещества. Определите условия, при которых фотоэффект не возможен для заданного вещества. Сформулируйте гипотезы по результатам наблюдений. Не забудьте учесть, что вы уже знаете, что такое фотоэффект.

10 Гипотезы 1. Чем больше интенсивность света, падающего на катод, тем больше фототок насыщения 2. С увеличением частоты света происходит увеличение кинетической энергии фотоэлектронов. 3. Существует предельная частота света, ниже которой фотоэффект невозможен.

11 Законы фотоэффекта 1. Фототок насыщения прямо пропорционален интенсивности света, падающего на катод. 2. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов прямо пропорциональна частоте света и не зависит от его интенсивности. 3. Для каждого вещества существует минимальная частота света, называемая красной границей фотоэффекта, ниже которой фотоэффект невозможен.

12 Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта Энергия фотона идет на совершение работы выхода и сообщение вылетевшему электрону кинетической энергии Энергия фотона идет на совершение работы выхода и сообщение вылетевшему электрону кинетической энергии Уравнение Эйнштейна объясняет все законы фотоэффекта Уравнение Эйнштейна объясняет все законы фотоэффекта А. Эйнштейн был удостоен Нобелевской премии за работы по фотоэффекту. А. Эйнштейн был удостоен Нобелевской премии за работы по фотоэффекту.

13 Работа выхода – минимальная работа, которую нужно совершить для удаления электрона из металла. Работа выхода – минимальная работа, которую нужно совершить для удаления электрона из металла. Для каждого вещества фотоэффект наблюдается лишь в том случае, если частота света больше некоторого минимального значения, ведь, чтобы вырвать электрон из металла, нужно совершить работу выхо- Для каждого вещества фотоэффект наблюдается лишь в том случае, если частота света больше некоторого минимального значения, ведь, чтобы вырвать электрон из металла, нужно совершить работу выхо- да. Следовательно, энергия кванта должна быть больше этой работы: да. Следовательно, энергия кванта должна быть больше этой работы:

14 Красная граница фотоэффекта Красная граница фотоэффекта – предельная (минимальная) частота, ниже которой фотоэффект невозможен – предельная (минимальная) частота, ниже которой фотоэффект невозможен Например, для натрия красной границе соответствует длина волны λmax=0, 68мкм = 680нм Излучение такой длины волны находится в красном диапазоне видимого спектра, чем и объясняется название – красная граница. или

15

16 Фотоэффект широко применяется в технике: вакуумные фотоэлементы используются в турникетах метро, в системах защитной и аварийной сигнализации, фотоэкспонометрах, военной технике, системах связи, считывания светового сигнала, проходящего через звуковую дорожку кинопленки, и т.д. Фотоэффект широко применяется в технике: вакуумные фотоэлементы используются в турникетах метро, в системах защитной и аварийной сигнализации, фотоэкспонометрах, военной технике, системах связи, считывания светового сигнала, проходящего через звуковую дорожку кинопленки, и т.д.

17

18 Вывод Закономерности фотоэффекта в корне противоречили представлениям классической физики о взаимодействии света с веществом. Закономерности фотоэффекта в корне противоречили представлениям классической физики о взаимодействии света с веществом. Согласно волновым представлениям электрон при взаимодействии с электромагнитной световой волной должен был бы постепенно накапливать энергию, и потребовалось бы значительное время, зависящее от интенсивности света, чтобы электрон накопил достаточно энергии для того, чтобы вылететь из катода. Как показывают расчеты, это время должно было бы исчисляться минутами или часами. Согласно волновым представлениям электрон при взаимодействии с электромагнитной световой волной должен был бы постепенно накапливать энергию, и потребовалось бы значительное время, зависящее от интенсивности света, чтобы электрон накопил достаточно энергии для того, чтобы вылететь из катода. Как показывают расчеты, это время должно было бы исчисляться минутами или часами. Однако, опыт показывает, что фотоэлектроны появляются немедленно после начала освещения катода. Однако, опыт показывает, что фотоэлектроны появляются немедленно после начала освещения катода.

19 Многочисленными экспериментаторами были установлены следующие основные закономерности фотоэффекта: Многочисленными экспериментаторами были установлены следующие основные закономерности фотоэффекта: Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с увеличением частоты света ν и не зависит от его интенсивности. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с увеличением частоты света ν и не зависит от его интенсивности. Для каждого вещества существует так называемая красная граница фотоэффекта, то есть наименьшая частота νmin, при которой еще возможен внешний фотоэффект. Для каждого вещества существует так называемая красная граница фотоэффекта, то есть наименьшая частота νmin, при которой еще возможен внешний фотоэффект. Число фотоэлектронов, вырываемых светом из катода за 1 с, прямо пропорционально интенсивности света. Число фотоэлектронов, вырываемых светом из катода за 1 с, прямо пропорционально интенсивности света. Фотоэффект практически безынерционен, фототок возникает мгновенно после начала освещения катода при условии, что частота света ν > νmin Фотоэффект практически безынерционен, фототок возникает мгновенно после начала освещения катода при условии, что частота света ν > νmin

20 Домашнее задание: § 74 задачи 1, 2 к § 74 сообщения по желанию: 1)«Применение фотоэффекта» 2) «А.Г.Столетов»