Презентация по физике для 11 класса на тему "Квантовая теория электромагитного излучения"

• 1 слайд

  КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
  
  ПРЕЗЕНТАЦИЯ ТЕМЫ
  

• 2 слайд

  
  ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ – электромагнитное излучение, испускаемое нагретыми телами за счёт своей внутренней энергии.
  АБСОЛЮТНО ЧЁРНОЕ ТЕЛО – тело, поглощающее всю энергию падающего на него излучения любой частоты при произвольной температуре.
  

• 3 слайд

  СПЕКТРАЛЬНАЯ ПЛОТНОСТЬ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СВЕТИМОСТИ rυ – энергия электромагнитного излучения,испускаемого за единицу времени с единицы площади поверхности тела в единичном интервале частот.
  Единица спектральной плотности энергетической светимости – джоуль на квадратный метр(1Дж/м2). Энергия теплового излучения чёрного тела зависит от температуры и длины волны. Единственной комбинацией этих величин с размерностью Дж/м2 является kT/λ2 (λ=с/υ). Точный расчёт был проделан Релеем и Джинсом в 1900 г.
  rυ = 2π · υ2/c2 · kT ,k- постоянная Больцмана
  Это выражение согласуется с экспериментом лишь в области малых частот,а для больших частот формула неверна,она резко расходится с экспериментом. Это расхождение получило название «ультрафиолетовой катастрофы».
  Решение проблемы предложено в 1900 г. М. Планком.
  
  

• 4 слайд

  КВАНТОВАЯ ГИПОТЕЗА ПЛАНКА
  Энергия излучения и его частота связаны друг с другом.
  Излучение электромагнитных волн атомами и молекулами происходит дискретно, т.е.отдельными порциями – квантами.
  Энергия излучения кванта прямо пропорциональна частоте излучения:
  E=hυ
  где h=6,62·10-34 Дж·с – постоянная Планка
  
  

• 5 слайд

  ЗАКОНЫ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
  Закон смещения Вина :
  λmT=в в =3000мкм·К – постоянная Вина
  произведение длины волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости чёрного тела, на его температуру есть величина постоянная.
  Закон Стефана – Больцмана :
  RT =σ Τ4 σ = 5,67·10-8Вт/м2К4 – постоянная Стефана – Больцмана
  интегральная светимость абсолютно чёрного тела зависит только от его температуры.
  
  

• 6 слайд

  ФОТОН – микрочастица, квант электромагнитного излучения.
  Энергия фотона пропорциональна частоте электромагнитного излучения : E=hυ
  Фотон – энергетически нейтральная частица, т.е. q=0
  Скорость фотона во всех системах отсчёта равна скорости света в вакууме: v=с
  Масса покоя фотона m0=0
  Фотон обладает импульсом: Р = h ∕λ
  

• 7 слайд

  ФОТОЭФФЕКТ
  Открыт в 1887г.Г.Герцем, исследован А.Г.Столетовым, В.Гальваксом и А.Риви.
  Явление фотоэффекта объяснено Эйнштейном в 1905 г.
  Фотоэффект – явление вырывания электронов из твёрдых и жидких веществ под действием света.
  
  

• 8 слайд

  ЗАКОНЫ ФОТОЭФФЕКТА
  Фототок насыщения прямо пропорционален интенсивности света, падающего на катод.
  Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов прямо пропорциональна частоте света и не зависит от его интенсивности.
  Для каждого вещества существует минимальная частота света, называемая красной границей фотоэффекта, ниже которой фотоэффект невозможен.
  Явление фотоэффекта и его законы были объяснены на основе квантовой теории света.
  

• 9 слайд

  УРАВНЕНИЕ ЭЙНШТЕЙНА ДЛЯ ФОТОЭФФЕКТА (ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ)
  
  hυ═Авых+meV2 ∕ 2
  Энергия фотона идёт на совершение работы выхода и на сообщение вылетевшему фотоэлектрону кинетической энергии.
  meV2 ∕ 2 = eUз
  Авых – работа выхода - минимальная работа, которую нужно совершить для удаления электрона из металла.
  
  

• 10 слайд

  КРАСНАЯ ГРАНИЦА ФОТОЭФФЕКТА
  υmin= Авых ∕ h
  λmах =сh ∕ Авых
  υ min – предельная частота, ниже которой фотоэффект невозможен.
  
  ФОТОЭФФЕКТ НАБЛЮДАЕТСЯ ПРИ:
  υ > υmin
  λ < λmах
  

• 11 слайд

  Корпускулярно – волновой дуализм – проявление в поведении одного и того же объекта как корпускулярных, так и волновых свойств.
  Фотоны – особые микрочастицы, энергия и импульс которых выражаются через волновые
  характеристики.
  
  Дифракция, интерференция – волновые свойства.
  В 1909 г. Д.Тэйлором был проведён опыт по наблюдению дифракции.
  E=hυ Р = h ∕λ
  

• 12 слайд

  ВОЛНОВЫЕ СВОЙСТВА ЧАСТИЦ.
  1923 г. – гипотеза Луи де Бройля.
  Корпускулярно – волновой дуализм является универсальным свойством любых материальных объектов.
  
  Любой частице, обладающей импульсом Р, соответствует длина волны де Бройля:
  
  λБ=h ∕ Р
  
  1927 г. – Джозеф Томсон обнаружил волновые свойства электронов.
  1949 г. – Фабрикант, Бибермон, Сушкин провели опыт по дифракции электронного пучка предельно малой интенсивности.
  

• 13 слайд

  Соотношение неопределённостей Гейзенберга.
  Δy ΔРy ≥ h
  Произведение неопределённости координаты частицы на неопределённость её импульса не меньше постоянной Планка.
  Δ EyΔt ≥ h
  Чем меньше время частица пребывает в некотором состоянии, тем меньше определённа её энергия.
  
  

• 14 слайд

  СТРОЕНИЕ АТОМА
  В 1910 – 1911 гг. Резерфордом был проведён опыт, показавший, что в центре атома расположено положительно заряженное атомное ядро, вокруг которого вращаются под действием кулоновских сил притяжения отрицательно заряженные электроны.
  

• 15 слайд

  ПОСТУЛАТЫ БОРА
  1.В устойчивом атоме электрон может двигаться лишь по особым, стационарным орбитам, не излучая при этом электромагнитной энергии.
  2.Излучение света атомом происходит при переходе атома из стационарного состояния с большей энергией в стационарное состояние с меньшей энергией.
  

• 16 слайд

  ПОГЛОЩЕНИЕ И ИЗЛУЧЕНИЕ СВЕТА АТОМОМ.
  Излучение света атомом
  энергия излучённого фотона равна разности энергий стационарных состояний
  hυkn=Ek-En
  Поглощение света атомом
  переходы в первое возбуждённое состояние с верхних
  уровней образуют серию Бальмера, наблюдаемую в видимом
  свете.
  
  

• 17 слайд

  ВИДЫ ИЗЛУЧЕНИЙ.
  Тепловое излучение
  
  Люминесценция
  
  Триболюминесценция
  
  Хемилюминесценция
  
  Электролюминесценция
  
  Фотолюминесценция
  
  

• 18 слайд

  СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ
  Линейчатый спектр – спектр излучения, состоящий из отдельных узких спектральных линий различной интенсивности.
  Спектральный анализ – метод определения химического состава и других характеристик вещества по его спектру.
  

• 19 слайд

  ПОГЛОЩЕНИЕ СВЕТА
  Спонтанное излучение- излучение, испускаемое при самопроизвольном переходе атома из одного состояния в другое.
  
  
  Индуцированное излучение – это излучение атома, возникающее при переходе его на более низкий энергетический уровень под действием внешнего электромагнитного излучения.
  

• 20 слайд

  ЛАЗЕРЫ
  ОСОБЕННОСТИ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ:
  1. обладает исключительной монохроматичностью и когерентностью
  2. пучок света лазера имеет очень малый угол расхождения
  3. это наиболее мощный искусственный источник света