Treści multimedialne - kodowanie, przetwarzanie, prezentacja Odtwarzanie treści multimedialnych Andrzej Majkowski informatyka +

Prezentacja na temat: "Treści multimedialne - kodowanie, przetwarzanie, prezentacja Odtwarzanie treści multimedialnych Andrzej Majkowski informatyka +"— Zapis prezentacji:

1 Treści multimedialne - kodowanie, przetwarzanie, prezentacja Odtwarzanie treści multimedialnych
Andrzej Majkowski informatyka +

2 ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE ZEWNĘTRZNE informatyka + ANDRZEJ DOWGIERT
ZBIGNIEW KAZIMIEROWICZ informatyka +

3 PROGRAM PREZENTACJI informatyka +
Czym jest zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne? Fotokomórka. Geneza fotoefektu. Wzór Millikana-Einsteina. Foton. Ważne informacje. Zastosowanie. informatyka +

4 Czym jest zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne?
Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne (fotoefekt) - polega na emisji elektronów z powierzchni metalu oświetlonego odpowiednim rodzajem promieniowania elektromagnetycznego. informatyka +

5 informatyka + Czym jest zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne?
Wewnątrz każdego metalu znajdują się elektrony swobodne. Są to elektrony walencyjne, które po oderwaniu się od macierzystych atomów swobodnie przemieszczają się w obrębie całego metalu (wypadkowa sił na nie działających jest wtedy równa zero). Po przyłożeniu napięcia elektrony te stanowią prąd elektryczny. Nazywamy je również elektronami przewodnictwa.  Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza. informatyka +

6 informatyka + Czym jest zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne?
Przy powierzchni sytuacja jest inna. Tam działa na elektrony wypadkowa siła skierowana do wnętrza metalu, która nie pozwala im wyrwać się na zewnątrz. Siła ta pochodzi od jonów dodatnich, które oddały elektrony walencyjne. Aby elektrony swobodne mogły jednak opuścić metal, to muszą otrzymać dodatkową porcję energii. Ta energia pójdzie na wykonanie pracy wyjścia W. Można tego dokonać oświetlając metal określonym rodzajem promieniowania elektromagnetycznego. Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza. informatyka +

7 Zjawisko fotoelektryczne obserwuje się w fotokomórce.
Fotokomórka Zjawisko fotoelektryczne obserwuje się w fotokomórce. Jest to lampa próżniowa z dwiema elektrodami. Katodą jest warstwą metalu, naparowaną na wewnętrznej ścianie bańki (fotokatoda). Naprzeciw niej znajduje się anoda w postaci drutu metalowego.   Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza. informatyka +

8 Zjawisko fotoelektryczne obserwuje się w fotokomórce.
Fotokomórka Zjawisko fotoelektryczne obserwuje się w fotokomórce. .   W układzie elektrycznym, prąd w obwodzie nie płynie, jeśli na fotokatodę nie pada promieniowanie elektromagnetyczne (fotokomórka jest przerwą w obwodzie). Gdy przez okienko kwarcowe dociera do fotokatody odpowiedni rodzaj promieniowania, wtedy wyrywane są z niej elektrony. Dążą one do anody zamykając obwód elektryczny. Miliamperomierz wskazuje przepływ prądu w obwodzie. Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza. informatyka +

9 Geneza fotoefektu Zjawisko fotoelektryczne objaśnił A. Einstein, za co otrzymał w 1921 r. nagrodę Nobla. Skorzystał on z rozważań niemieckiego fizyka Maxa Plancka ( ), który odkrył, że promieniowanie elektromagnetyczne przenosi energię w porcjach (kwantach). Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza. informatyka +

10 Geneza fotoefektu informatyka +
Było to zaskoczeniem dla fizyków, którzy wychowani na fizyce klasycznej nie znali sytuacji, w których energia ciała musiałaby być skwantowana (sporcjowana). Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza. informatyka +

11 Geneza fotoefektu A jednak... trzeba było przyjąć, że ciała wysyłające promieniowanie elektromagnetyczne wysyłają je w postaci fotonów, które niosą ściśle określone kwanty energii. W ten sposób odkryto nową cząstkę elementarną - foton. Jak na wyobrażenia fizyki klasycznej jest to cząstka zadziwiająca. Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza. informatyka +

12 Geneza fotoefektu Światło jest wiązką cząstek – fotonów.
Einstein przyjął, że: Światło jest wiązką cząstek – fotonów. Energia fotonu jest proporcjonalna do długości fali. Aby wyrwać elektron z powierzchni metalu należy mu dostarczyć określonej energii, zwanej pracą wyjścia W. Energia kinetyczna fotoelektronu (maksymalna) jest równa energii fotonu (Ef = h·) pomniejszonej o pracę wyjścia W. Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza.

13 Wzór Millikana-Einsteina
Ek – energia kinetyczna wybitego elektronu  h - stała Plancka h= 6,63·10-34 J·s  (lub f ) - częstotliwość fali świetlnej W - praca wyjścia. Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza.

14 Foton Fotony są trwałymi cząstkami (kwantami) promieniowania elektromagnetycznego, nośnikami oddziaływań elektromagnetycznych nie posiadającymi, ładunku elektrycznego ani masy spoczynkowej (ich masa spoczynkowa jest równa zeru), którym przypisuje się energię: Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza.

15 Energia fotonu Foton Ef – energia fotonu (kwantu promieniowania)
h - stała Plancka  - częstotliwość promieniowania elektromagnetycznego c - prędkość światła w próżni λ – długość fali elektromagnetycznej Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza.

16 Foton Energia fotonu Można się o tym przekonać wystawiając twarz na promienie słoneczne. W krótkim czasie czujemy wzrost temperatury policzków.  Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza.

17 Masa fotonu Foton Mf – masa fotonu
Masa poruszającego się fotonu związana jest wyłącznie z unoszoną przez niego energią. Mf – masa fotonu Ef – energia fotonu (kwantu promieniowania) h - stała Plancka  - częstotliwość promieniowania elektromagnetycznego c - prędkość światła w próżni λ – długość fali elektromagnetycznej Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza.

18 Pęd fotonu Foton pf – pęd fotonu h - stała Plancka
Fotony względem każdego obserwatora w próżni poruszają się z taką samą prędkością, równą prędkości światła c. pf – pęd fotonu h - stała Plancka  - częstotliwość promieniowania elektromagnetycznego c - prędkość światła w próżni λ – długość fali elektromagnetycznej Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza.

19 Foton Pęd fotonu Nie jest to pęd w rozumieniu klasycznym jako iloczyn masy i prędkości. Pęd jest to cecha każdej cząstki elementarnej, która objawia się w oddziaływaniach z innymi cząstkami. Tego, że fotony posiadają pęd, dowodzi doświadczenie z radiometrem Crooksa.  Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza.

20 Ważne informacje Dla każdego metalu, z którego jest wykonana katoda, istnieje charakterystyczna wartość częstotliwości promieniowania, przy której zjawisko zachodzi (tzw. częstotliwość graniczna). Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza.

21 Ważne informacje Natężenie prądu fotoelektrycznego zależy od natężenia promieniowania elektromagnetycznego padającego na fotokatodę a nie zależy od jego częstotliwości. Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza.

22 Ważne informacje Prędkość fotoelektronów wyrwanych z fotokatody zależy od częstotliwości promieniowania i materiału, z jakiego jest wykonana fotokatoda, a nie zależy od natężenia promieniowania. Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza.

23 Zastosowanie Głównym miejscem zastosowania fotoelektryczności są fotoelementy, czyli urządzenia za pomocą których mierzy się wielkości fotometryczne. Możemy wyróżnić fotometry wizualne i obiektywne, przeciwstawne wobec siebie, gdyż w pierwszym z nich rejestratorem jest oko ludzkie a pomiar porównawczy, zaś w drugim rejestracja jest obiektywna i elektroniczna. Fotometry badające jak jasne jest źródło światło wobec długości jego fali nazywamy spektrofotometrami. Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza.

24 Zastosowanie Znane są jeszcze specjalne rodzaje fotometrów, do których zaliczamy: - Luksomierze - badające natężenie promieniowania, - Ławy fotometryczne - światłość, - Densytometry - gęstość optyczną, - Nefelometry oraz kalorymetry - jasność światła rozproszonego. Prace nad systemem telewizji kolorowej, rozpoczęły się w połowie lat 50. XX wieku w Stanach Zjednoczonych. Nowy system musiał spełniać następujące założenia: nie mógł znacząco komplikować budowy odbiorników telewizji kolorowej, co mogło by wpływać na koszt produkcji odbiornika telewizyjnego i zmniejszyć jego dostępność dla widza ze względu na cenę; należało przyjąć zasadę odpowiedniości, czyli możliwości odbioru programu telewizji nadawanego w kolorze na odbiornikach czarnobiałych i odwrotnie; powinno być możliwe wykorzystywanie dotychczasowych kanałów częstotliwości do przesyłania sygnałów telewizji kolorowej, nie powodując zakłóceń w kanałach sąsiednich; jakość przesyłanego sygnału powinna być wysoka i zaspakajać wymagania widza.

25