Transcript Теория фотоэффекта, 11 класс

Теория фотоэффекта.
Применение
фотоэффекта
Урок в 11 классе
Цель урока:
- Объяснение явления фотоэффекта,
практическое применение
фотоэффекта.
• История изучения явления
фотоэффекта
• Определение фотоэффекта
• 1 закон фотоэффекта
• 2 закон фотоэффекта
• 3 закон фотоэффекта
• Постоянная Планка
Объяснение явления фотоэффекта
было сделано А.Эйнштейном в 1905
году. Он увидел убедительное
доказательство, что свет имеет
прерывистую структуру.
Если Планк выдвинул гипотезу о том,
что свет излучается фотонами, то
Эйнштейн развив его идеи, выдвинул
гипотезу, что свет и поглощается
отдельными порциями.
Лишь явление фотоэффекта показало,
что свет имеет прерывистую
структуру: излученная порция
световой энергии E=hυ сохраняет
свою индивидуальность и в
дальнейшем.
И поглотиться эта порция может
только целиком. Применяя закон
сохранения энергии он написал
уравнение, которое называют
уравнение Эйнштейна для
фотоэффекта.
m
h  A 
2
2
Энергия порции света hυ идет на
совершение работы выхода (т.е. работы,
которую нужно совершить для
извлечения электрона из металла) и на
сообщение электрону кинетической
энергии.
Законы фотоэффекта
1 закон фотоэффекта
Чем интенсивнее световой поток, тем
больше квантов световой энергии,
тем естественно больше число
вырванных электронов.
2 закон фотоэффекта
Eкинлинейно зависит от частоты и
не зависит от интенсивности
светового потока.
3 закон фотоэффекта
Для каждого вещества существует
минимальная (предельная) частота, ее
назвали красной границей
фотоэффекта.
Энергии такого фотона хватало лишь на
совершение работы выхода.
h min  A
 min
A

h
Работа выхода зависит от рода
вещества. Поэтому и предельная
частота (красная граница) для разных
веществ различна.
Для цинка она лежит в
ультрафиолетовой области. Для
щелочных металлов работа выхода
меньше чем у цинка, энергии света
достаточно для проведения
фотоэффекта.
Для алюминия и железа нужно более
высокочастотное излучение чем
ультрафиолетовое (рентгеновское или
γ- излучение).
Новое определение
фотоэффекта
Это явление взаимодействия
коротковолнового электромагнитного
излучения с веществом, в результате
которого энергия квантов
электромагнитного излучения
передается электронам вещества.
Для твердых и жидких тел различают
внешний и внутренний фотоэффект.
При внешнем фотоэффекте
поглощение фотонов сопровождается
вылетом электронов за пределы тела.
При внутреннем фотоэффекте
электроны вырванные из атомов,
остаются внутри вещества,
проводимость улучшается,
сопротивление падает. Это наглядно
проявляется в полупроводниках.
Применение
фотоэффекта
Вакуумные фотоэлементы
(внешний фотоэффект).
В них происходит изменение
электропроводимости под
действием света,
применяется во
всевозможных фотореле (для
автоматизации
производства, для контроля
качества продукции, в
фототелеграфе, звуковом
кино).
Полупроводниковые
фотоэлементы и резисторы
(внутренний фотоэффект)
Полупроводниковые фоторезисторы
работают аналогично вакуумному
фотоэлементу.
В фотоэлементе происходит
преобразование энергии света в
электрическую энергию.
Применение: в солнечных батареях (ИСЗ,
гелиоцентрических установках,
фотоэлектрических экспонометрах,
телевизионной связи).
•Фотосинтез
•Фотография
•Явление Комптона
Вопросы
Для объяснения какого явления
было впервые введено понятие
«квант энергии»?
От чего при фотоэффекте зависит
работа выхода электрона из металла?
Как зависит от интенсивности
падающего света (при неизменной длине
волны) энергия фотоэлектронов? Число
фотоэлектронов?
Как зависит запирающее напряжение от
длины волны освещающего света?
Как изменится скорость вылетающих
электронов при увеличении частоты
освещающего света?
Как изменится работа выхода электрона
из вещества при уменьшении частоты
облучения в 3 раза?
Скорость фотоэлектронов,
выбиваемых светом с поверхности
металла, при увеличении частоты
света увеличилась в 2 раза. Как
изменился задерживающий
потенциал?
Домашнее задание
§25; самостоятельная работа №19
Подготовка к зачету