Слайд 2Фотоэффект – это вырывание электронов из вещества под действием света.
Открыт
в 1887 году Генрихом Герцем,
Исследован А.Г. Столетовым , объяснен
А. Эйнштейном в 1905г.
Слайд 3СХЕМА УСТАНОВКИ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЗАКОНОВ ФОТОЭФФЕКТА
Слайд 4УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЗАКОНОВ ФОТОЭФФЕКТА
Установка состоит из стеклянного вакуумного баллона
с кварцевым окошком. Внутри баллона впаяны 2 электрода, на один
из которых падает свет. На электроды подается напряжение, которое можно менять с помощью потенциометра.
Под действием света из катода вырываются электроны и летят к аноду, образуя электрический ток в цепи.
Слайд 5ОПЫТЫ
1. Не меняя интенсивности света, увеличивать напряжение. Сила тока увеличивается.
Но при некотором напряжении ток перестает расти. Максимальный ток называют
током насыщения Iн. Ток насыщения можно увеличить или уменьшить только увеличивая или уменьшая интенсивность падающего на катод света.
Слайд 6ГРАФИК ЗАВИСИМОСТИ
СИЛЫ ФОТОТОКА ОТ НАПРЯЖЕНИЯ
I – сила тока (А)
Iн
– ток насыщения
U – напряжение (В)
Uз - запирающее напряжение
Слайд 7ОПЫТЫ
2. Из графика видно, что сила тока отлична от нуля
и при нулевом напряжении. Это означает, что часть электронов достигает
анода по инерции. Если изменить полярность батареи, то сила тока уменьшится и при некотором напряжении Uз обратной полярности сила тока станет равной нулю. Это означает, что электрическое поле тормозит электроны до полной остановки. По задерживающему напряжению Uз можно определить максимальную кинетическую энергию электронов.
Слайд 8ЗАКОНЫ ФОТОЭФФЕКТА
Количество вырванных
фотоэлектронов за 1 с пропорционально
поглощенной за это время
световой
энергии.
2. Максимальная начальная скорость
фотоэлектронов не зависит от
интенсивности падающего света и
линейно
возрастает с частотой света.
Слайд 9ЗАКОНЫ ФОТОЭФФЕКТА
3. Для каждого вещества существует минимальная частота света, называемая
красной границей фотоэффекта, ниже которой фотоэффект не возможен.
4. Фотоэффект не
обладает инерцией.
Слайд 10
ПРОТИВОРЕЧИЯ ЗАКОНОВ ФОТОЭФФЕКТА С ВОЛНОВОЙ ТЕОРИЕЙ СВЕТА.
С точки зрения волновой
теории фотоэффект должен обладать инерцией, а кинетическая энергия электронов должна
зависеть от интенсивности света.
Слайд 11ТЕОРИЯ ФОТОЭФФЕКТА
Теорию фотоэффекта создал в 1905 г. А.Эйнштейн, развив гипотезу
М. Планка об излучении и поглощении света отдельными порциями.
Он предположил,
что свет представляет собой поток частиц (фотоны). Электрон может поглотить фотон целиком, получив при этом энергию фотона Е = h?. Эта энергия идет на совершение работы выхода Ав и на сообщение электрону кинетической энергии Ек
Слайд 12УРАВНЕНИЕ ЭЙНШТЕЙНА ДЛЯ ФОТОЭФФЕКТА.
hν = Aв + Eк
h =
6,63 · 10 -34 Дж·с
постоянная Планка
Aв – работа выхода(Дж)
Ек –
кинетическая энергия
фотоэлектронов(Дж)
m, ? – масса и скорость
электрона
Слайд 13Если энергия фотона окажется меньше работы выхода Ав , то
фотоэффекта не будет;
Если энергия фотона окажется равной работе выхода Ав,
то
h?min = Ав
?min = Ав /h – красная граница фотоэффекта.
Слайд 14ПРИМЕНЕНИЕ ФОТОЭФФЕКТА.
Применение фотоэффекта стало возможно с изобретением фотоэлемента
Фотоэлемент –
это прибор, с помощью которого можно управлять включением и выключением
механизмов, уличного освещения; в турникетах метро и предотвращает несчастные случаи на производстве.
Слайд 15Вакуумный фотоэлемент представляет собой вакуумную стеклянную колбу, часть внутренней поверхности
которой покрыта тонким слоем металла с малой работой выхода -
это катод. В центре – металлическая петля или диск – анод.
При попадании света на катод в цепи возникает электрический ток, который включает или выключает то или иное реле.
Слайд 16ПРИМЕНЕНИЕ ФОТОЭФФЕКТА
1. Фотоэффект «превращает» свет в электрический ток, благодаря чему
изображение можно преобразовать в электрические сигналы и передавать на расстояние
(телевидение).
2. Кино (воспроизведение звука).
3. Фототелеграф.
4. Автоматизация производства.