Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE ZEWNĘTRZNE Urszula Kondraciuk, Grzegorz Witkowski informatyka + 2.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE ZEWNĘTRZNE Urszula Kondraciuk, Grzegorz Witkowski informatyka + 2."— Zapis prezentacji:

1

2 ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE ZEWNĘTRZNE Urszula Kondraciuk, Grzegorz Witkowski informatyka + 2

3 3 ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE Na wstępie omówimy doświadczenie:  Płytkę glinową łączymy z elektroskopem.  Płytkę elektryzujemy ujemnie (dotykając ją potartą laską ebonitową).  Kierujemy na płytkę wiązkę światła z lampy kwarcowej.

4 informatyka + 4 ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE Zauważamy, że po naświetleniu płytki światłem, wskazówka elektroskopu opadnie, co świadczy o utracie nadmiaru elektronów. Wniosek: światło ma zdolność wybijania elektronów z metalu.

5 Zjawisko wybijania (emisji) elektronów z powierzchni metalu na skutek padającego promieniowania elektromagne- tycznego nazywamy zjawiskiem fotoelektrycznym zewnętrznym. ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE

6 ŹRÓDŁO:

7 Dla niektórych metali emisja elektronów występuje, gdy pada światło widzialne (rubid, cez – I grupa główna) a dla innych pod wpływem promieniowania ultrafioletowego. ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE ŹRÓDŁO:

8 Do zbadania zjawiska fotoelektrycznego służy fotokomórka. ŻRÓDŁO: FOTOKOMÓRKA

9 FOTOKOMÓRKA Jest to próżniowa bańka szklana, wewnątrz której znajdują się dwie elektrody: katoda (fotokatoda); anoda (fotoanoda). Fotokatodę stanowi napylona na wewnętrznej ściance bańki warstwa metalu alkalicznego (najczęściej cezu). Fotoanoda to drut wtopiony w obudowę bańki.

10 Gdy na katodę skierujemy wiązkę światła, nastąpi wybicie przez to światło elektronów z katody. Wybite z katody elektrony gromadzą się w jej pobliżu i w zależności od potencjałów elektrod będą przepływać ku anodzie, powodując tym samym przepływ przez fotokomórkę prądu o odpowiednim natężeniu. JAK DZIAŁA FOTOKOMÓRKA

11 Fotokomórka znalazła szerokie zastoso- wanie w nauce, technice oraz w życiu codziennym. Wykorzystuje się ją w termostatach (do utrzymania stałej temperatury w zamkniętym pomiesz- czeniu), włączaniu i wyłączaniu np. oświetlenia ulicznego, latarni morskich, otwieraniu drzwi, pomiarach czasu w biegach. ZASTOSOWANIE FOTOKOMÓRKI

12 Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne zostało wyjaśnione przez Eisteina w 1905 roku za pomocą teorii kwantów zwanych tez fotonami. Teorię tę zapoczątkował Planck. TEORIA KWANTÓW ŹRÓDŁO: ert_Einstein_Head.jpg

13 Według tej teorii promieniowanie o częstotliwości υ polega na rozchodzeniu się określonych porcji energii: TEORIA KWANTÓW zwanych kwantami lub fotonami. Współczynnik h = 6.62 x Js zwany stałą Plancka jest dla wszystkich rodzajów promieniowania elektromagnetycznego taki sam.

14 Ze wzoru Einsteina wyrażającego równoważność masy i energii: TEORIA KWANTÓW z w/w wzorów obliczamy masę przyporządkowaną fotonowi: zatem:

15 TEORIA KWANTÓW Pęd fotonu: Foton jest specyficzną cząstką. Nie posiada masy spoczynkowej – nie może istnieć w spoczynku. Porusza się z prędkością c fali elektromagne- tycznej.

16 Wyjaśnienie zjawiska fotoelektrycznego wymaga innego spojrzenia na światło niż wcześniej. Dotąd traktowane było jako fala elektromagnetyczna, natomiast obecnie jako strumień – wiązka fotonów. Fakt, że światło zachowuje się w jednych zjawiskach jak fala, a w innych jak wiązka fotonów (maleńkich korpuskuł, kwantów), spowodował przyjęcie przez fizyków założenia o dwoistej, czyli dualnej naturze światła. Mówimy, że światło ma naturę korpuskularno – falową lub kwantowo – falową. DUALIZM KORPUSKULARNO - FALOWY

17 Foton o energii pada na metal, gdzie zderza się z elektronem. Foton przekazuje swą energię elektronowi, sam w ten sposób unicestwia się (ginie). Pobrana energia jest wykorzystywana na wyrwanie elektronu z metalu (ta część energii zwana jest pracą wyjścia W). Nadwyżka energii pozostaje w postaci energii kinetycznej. WYTŁUMACZENIE ZJAWISKA FOTOELEKTRYCZNEGO

18 Zgodnie z prawem zachowania energii powyższe równanie przedstawia wzór Einsteina: WYTŁUMACZENIE ZJAWISKA FOTOELEKTRYCZNEGO

19 WYTŁUMACZENIE gdzie: h – stała Plancka 6.62 x Js υ – częstotliwość promieniowania wywołującego zjawisko fotoelektryczne W – praca wyjścia elektronu z powierzchni metalu m – masa elektronu V – szybkość elektronu

20 W przypadku granicznym: WYTŁUMACZENIE ZJAWISKA FOTOELEKTRYCZNEGO Foton o częstotliwości granicznej powoduje jedynie wyrwanie elektronu z metalu. Elektron nie uzyskuje energii kinetycznej.

21 WYTŁUMACZENIE ZJAWISKA FOTOELEKTRYCZNEGO Energia kinetyczna fotoelektronów zależy od częstotliwości promieniowania powodującego efekt fotoelektryczny. EkEk υ υ1υ1 υ2υ2 υ3υ3 ŹRÓDŁO: materiały własne

22 Za pomocą teorii korpuskularnej możemy wytłumaczyć podawane powyżej fakty: Ilość emitowanych z katody elektronów jest wprost proporcjonalna do natężenia padającego światła – im większe jest natężenie światła, tym więcej fotonów pada na katodę, a tym więcej elektronów jest wybijanych przez te fotony. WYTŁUMACZENIE ZJAWISKA FOTOELEKTRYCZNEGO

23 Prędkość emitowanego elektronu nie zależy od natężenia światła, a zależy od częstotliwości tego światła – jeden foton może wybić tylko jeden elektron. Większe natężenie światła, to większa liczba fotonów, ale prędkość wybijanego elektronu zależy od energii jednego fotonu. WYTŁUMACZENIE ZJAWISKA FOTOELEKTRYCZNEGO

24 Większa liczna fotonów nie wpływa, zatem na efekt oddziaływania jednego fotonu na jeden elektron. Prędkość emitowanego elektronu zależy od energii fotonu uderzającego w dany elektron, a ta zależy od barwy, czyli częstotliwości padającego światła. WYTŁUMACZENIE ZJAWISKA FOTOELEKTRYCZNEGO

25


Pobierz ppt "ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE ZEWNĘTRZNE Urszula Kondraciuk, Grzegorz Witkowski informatyka + 2."

Podobne prezentacje


Reklamy Google