Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Другое / Презентации / Световые кванты и фотоэффект

Световые кванты и фотоэффект


До 7 декабря продлён приём заявок на
Международный конкурс "Мириады открытий"
(конкурс сразу по 24 предметам за один оргвзнос)

  • Другое
ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК по физике Т Е М А : ГБОУ СПО Тольяттинский машиностроител...
Фотоэффектом называется вырывание электронов с поверхности металла под дейст...
2. Ультрафиолетовые лучи, проходящие через сетчатый положительный электрод, п...
ЗАКОНЫ ФОТОЭФФЕКТА 															1890 г., A.Г.Столетов 	1-й закон Фототок на...
Количественные закономерности фотоэффекта были установлены А. Г. Столетовым....
Четвёртый закон фотоэффект практически безинерционен (t=10-9c). Все попытки...
Фотон Фотон — материальная, электрически нейтральная частица. 		Энергия фотон...
Основные свойства фотона: 	Основные характеристики фотона: 	1. Энергия фотона...
Ньютона: Свет — корпускулы. Прямолинейное распространение света. Гюйгенса: Св...
ПРИМЕНЕНИЕ ФОТОЭФФЕКТА 		Внешний фотоэффект: фотоэлементы 		Фотоэлемент - п/п...
Недостатки фотоэлемента: слабый ток, малая чувствительность к длинноволновому...
Возникновение ЭДС под действием света в системе, содержащей контакт двух ра...
Давление света 		В 1873 г. Дж. Максвелл, исходя из представлений об электрома...
1 из 13

Описание презентации по отдельным слайдам:

№ слайда 1 ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК по физике Т Е М А : ГБОУ СПО Тольяттинский машиностроител
Описание слайда:

ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК по физике Т Е М А : ГБОУ СПО Тольяттинский машиностроительный колледж г. Тольятти

№ слайда 2 Фотоэффектом называется вырывание электронов с поверхности металла под дейст
Описание слайда:

Фотоэффектом называется вырывание электронов с поверхности металла под действием света. В 1887 г. Г. Герц обнаружил, что при облучении ультрафиолетовыми лучами электродов, находящихся под высоким напряжением, разряд возникает при большем расстоянии между электродами, чем без облучения. Фотоэффект можно наблюдать в следующих случаях: 1. Цинковую пластину, соединенную с электроскопом, заряжают отрицательно и облучают ультрафиолетовым светом. Она быстро разряжается. Если же ее зарядить положительно, то заряд пластины не изменится. + + + + - - -

№ слайда 3 2. Ультрафиолетовые лучи, проходящие через сетчатый положительный электрод, п
Описание слайда:

2. Ультрафиолетовые лучи, проходящие через сетчатый положительный электрод, попадают на отрицательно заряженную цинковую пластину и выбивают из нее электроны, которые устремляются к сетке, создавая фототок. регистрируемый чувствительным гальванометром. е е е е е Ультрафиолетовое излучение + / Сетка

№ слайда 4 ЗАКОНЫ ФОТОЭФФЕКТА 															1890 г., A.Г.Столетов 	1-й закон Фототок на
Описание слайда:

ЗАКОНЫ ФОТОЭФФЕКТА 1890 г., A.Г.Столетов 1-й закон Фототок насыщения прямо пропорционален световому потоку. Если U =U3 то I = 0 2-й закон Закон сохранения энергии (ЗСЭ) Ek = A mu2max = eU3 Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов не зависит от интенсивности излучения и определяется только его частотой. Минимальная частота волны для каждого вещества, при которой наблюдается фотоэффект, называется «красной границей фотоэффекта». 3-й закон Красная граница фотоэффекта определяется только материалом электрода и не зависит от интенсивности излучения. 4-й закон Фотоэффект практически безинерционен.

№ слайда 5 Количественные закономерности фотоэффекта были установлены А. Г. Столетовым.
Описание слайда:

Количественные закономерности фотоэффекта были установлены А. Г. Столетовым. Он использовал вакуумный стеклянный баллон с двумя электродами. Второй закон Изменяя условия освещения на этой же установке, А. Г. Столетов открыл второй закон фотоэффекта: кинетическая энергия фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а зависит от его частоты. Первый закон Исследуя зависимость силы тока в баллоне от напряжения между электродами при постоянном световом потоке на один из них, он установил первый закон фотоэффекта - число электронов, выбиваемых за 1 с из вещества, пропорционально интенсивности света, падающего на это вещество. V _ + Катод Анод

№ слайда 6 Четвёртый закон фотоэффект практически безинерционен (t=10-9c). Все попытки
Описание слайда:

Четвёртый закон фотоэффект практически безинерционен (t=10-9c). Все попытки объяснить явление фотоэффекта на основе законов электродинамики Максвелла оказались безрезультатными. Третий закон Заменяя в приборе материал фотокатода, Столетов установил третий закон фотоэффекта: для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, т. е. существует наименьшая частота vmin , при которой еще возможен фотоэффект. При v<vmin ни при какой интенсивности волны падающего света на фотокатод фотоэффект не произойдет. В1905 году Эйнштейн развив и углубив идеи Планка, объясняет явление фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта имеет вид: Энергия кванта света идет на совершение работы выхода. (т. е. работы, которую нужно совершить для извлечения электрона из металла) и на сообщение электрону кинетической энергии. Квантовая теория дала объяснение законам фотоэффекта. В 1900 г. М. Планк высказал гипотезу о том, что свет представляет собой поток частиц - квантов (фотонов), энергия которых связана с частотой световой волны известным соотношением E = hv. Эта гипотеза позволила объяснить все основные свойства фотоэффекта.

№ слайда 7 Фотон Фотон — материальная, электрически нейтральная частица. 		Энергия фотон
Описание слайда:

Фотон Фотон — материальная, электрически нейтральная частица. Энергия фотона E = hν или E= ћω, так как ћ = h/2π, ω=2πν. Если h=6,63· 10-34 Дж·с, то ћ ≈ 1,55· 10-34 Дж· с. Согласно теории относительности E=mc2 =hv, отсюда m=hv/c2 — масса фотона, эквивалентная энергии. Импульс p = mс = hv/c = E/c = h/λ так как c=vλ. Импульс фотона направлен по световому пучку. Наличие импульса подтверждается экспериментально: существованием светового давления. Свойства фотона: 1. Является частицей электромагнитного поля. 2. Движется со скоростью света. 3. Существует только в движении. 4. Остановить фотон нельзя: он либо движется со скоростью равной скорости света, либо не существует; 5. Следовательно, масса покоя фотона равна нулю. 2ф ф U3 Ln 2Ln U L

№ слайда 8 Основные свойства фотона: 	Основные характеристики фотона: 	1. Энергия фотона
Описание слайда:

Основные свойства фотона: Основные характеристики фотона: 1. Энергия фотона E = hv = hω 2. Величина импульса фотона P = условие существования фотоэффекта: λкр = hc vмин = Авых Авых h частица - взаимодействие с веществом, Дуализм свойств: волна — распространение света. Энергия кванта света расходуется на совершение работы выхода (т.е. работы, которую нужно совершить для извлечения электрона из металла) и на сообщение электрону кинетической энергии. Уравнение Эйнштейна hv= A вых +meƯ2макс 2 hv = h C λ мА V _ _ _ _ А к Абсолютный вакуум А — анод; К — катод светочувствительный; О — окошко для доступа света. О

№ слайда 9 Ньютона: Свет — корпускулы. Прямолинейное распространение света. Гюйгенса: Св
Описание слайда:

Ньютона: Свет — корпускулы. Прямолинейное распространение света. Гюйгенса: Свет — волна. Пересекаясь, волны не взаимодействуют. Преломление, интерференция, дифракция. Таким образом, многие физики в начале XX в. пришли к выводу, что свет обладает двумя свойствами: 1. При распространении он проявляет волновые свойства. 2. При взаимодействии с веществом проявляет корпускулярные свойства. Его свойства не сводятся ни к волнам, ни к частицам. Подтверждается закон диалектики — закон природы: количество переходит в качество. Чем больше v, тем ярче выражены квантовые свойства снега и менее — волновые. Итак, всякому излучению присущи одновременно волновые и квантовые свойства. Поэтому то, как проявляет себя фотон — как волна или как частица,—зависит от характера проводимого над ним исследования Корпускулярно-волновой дуализм Две теории:

№ слайда 10 ПРИМЕНЕНИЕ ФОТОЭФФЕКТА 		Внешний фотоэффект: фотоэлементы 		Фотоэлемент - п/п
Описание слайда:

ПРИМЕНЕНИЕ ФОТОЭФФЕКТА Внешний фотоэффект: фотоэлементы Фотоэлемент - п/п прибор, в котором под действием света возникает ЭДС, при этом световая энергия непосредственно преобразуется и электрическую. Фоторезистор —устройство, сопротивление которого зависит от освещенности. Используется при автоматическом управлении электрическими цепями с помощью световых сигналов и в цепях переменного тока. Полупроводник Н а г р у з к а Электроды Достоинства: безинерционность, пропорциональность силы фототока интенсивности излучения. Недостатки: зависимость сопротивления от температуры, и окружающей среды, инерционность. слабый ток, слабая чувствительность к длинноволновому излучению, хрупкость, сложность изготовления. Применение: фоторезисторы - автоматическое управление электрическими цепями с помощью световых сигналов (фото­реле); фотоэлементы - солнечные батареи, люксметры фотоэкспонометры.

№ слайда 11 Недостатки фотоэлемента: слабый ток, малая чувствительность к длинноволновому
Описание слайда:

Недостатки фотоэлемента: слабый ток, малая чувствительность к длинноволновому излучению, Применение в технике 1. Управление прессами на производстве, 2. Фототелеграф, фототелефон. 3. Фотометрия: для измерения силы света, яркости, освещенности. 4. Кино: воспроизведение звука. 5. Световая сигнализация, 6. Типографское дело. Ф — фотоэлемент; У — усилитель; Р — электромагнитное реле; К — катушка; Я — якорь. А — анод; К — катод светочувствительный; О — окошко для доступа света. К А А К О Ф У К Я Р Внешний фотоэффект: Испускание электронов с поверхности металлов под действием света. Достоинства фотоэлемента: безинерциальность, фототок 1 пропорционален световому потоку Ф.

№ слайда 12 Возникновение ЭДС под действием света в системе, содержащей контакт двух ра
Описание слайда:

Возникновение ЭДС под действием света в системе, содержащей контакт двух различных полупроводников. Используется в солнечных батареях, которые имеют КПД 12—16% и применяются в искусственных спутниках Земли, при получении энергии в пустыне. Принцип действия солнеч­ной батареи: при поглощении кванта энергии hv полупроводником освобождается дополнительная пара носителей (электрон и дырка), которые движутся в разных направлениях: дырка — в сторону полупроводников р-типа, а электрон — в сторону полупроводников n-типа. В результате образуется в полупроводнике n-типа избыток свободных электронов, а полупроводнике р-типа — избыток дырок. Возникает разность потенциалов. Изменение концентрации носителей тока в веществе и как следствие изменение электропроводности данного вещества под действием света. Внутренний фотоэффект Вентильный фотоэффект + - Rn Si P n - + Фотореле - фотоэлемент (1), усилитель (2), электромагнитное реле (3).

№ слайда 13 Давление света 		В 1873 г. Дж. Максвелл, исходя из представлений об электрома
Описание слайда:

Давление света В 1873 г. Дж. Максвелл, исходя из представлений об электромагнитной природе света, пришел к выводу: свет должен оказывать давление на препятствие. Квантовая теория света объясняет световое давление как результат передачи фотонами своего импульса атомам или молекулам вещества. Это давление оказалось ≈ 4·10-6 Па. Предсказание Дж. Максвеллом существования светового давления было экспериментально подтверждено П. Н. Лебедевым, который в 1900 г. измерил давление света на твердые тела, используя чувствительные крутильные весы. Теория и эксперимент совпали. Опыты П. Н. Лебедева — экспериментальное доказательство факта: фотоны обладают импульсом. С В Е Т F B U E


57 вебинаров для учителей на разные темы
ПЕРЕЙТИ к бесплатному просмотру
(заказ свидетельства о просмотре - только до 11 декабря)

Краткое описание документа:

Презентация «Световые кванты и фотоэффект» содержит физические анимации, моделированные физические процессы средствами информационных технологий, которая позволяет понять природу физических явлений. Весь учебный материал по теме представлен в полном объеме.

Презентации позволяют преподавателю значительно сократить время на подготовку к уроку, а студенту вернуться к неусвоенному материалу или вспомнить его перед любым видом контроля. Данный вид разработок можно применять поурочно, используя единичные фрагменты, но самый большой эффект получим при подготовке к контрольной работе, зачёту или к итоговой государственной аттестации.

Очень важно, что материал этих презентаций не является статичным и на его основе легко получить презентацию для последующих уроков с самостоятельной работой студентов.

Значимость презентации возрастает с учётом того, что любой материал можно откорректировать и дополнить.

Автор
Дата добавления 20.03.2015
Раздел Другое
Подраздел Презентации
Просмотров530
Номер материала 450713
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх