Тема: Фотоэффект. Законы фотоэффекта. 1.Фотоэффект – вырывание электронов из вещества под действием света. Открытие явления: Г. Герц в 1887 году. Исследование явления: А.Г.Столетов в 1888 году. 2. Опыты Столетова Экспериментальная установка: вакуумная трубка с катодом(-) и анодом (+), источник постоянного тока, вольтметр и амперметр При освещении катода светом из него вырываются электроны, и в цепи возникает фототок. Вольтамперная характеристика: Iнас– ток насыщения (число фотоэлектронов) Uз – задерживающее напряжение (Ек фотоэлектронов) I Iнас Uз U 3. Законы фотоэффекта 1-й закон: Количество электронов, вырываемых пропорционально интенсивности светового излучения. светом за 1секунду, прямо 2-й закон: Кинетическая энергия (Ек) вырванных электронов пропорциональна частоте падающего излучения и не зависит от его интенсивности. 3-й закон: Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта νmin [Гц]. Красная граница фотоэффекта – минимальная частота света, при которой начинается фотоэффект для данного вещества. - условие существования νmin ≥ ν фотоэффекта ν νmin 4. Теория фотоэффекта А.Эйнштейн (1905 г.) на основе гипотезы М.Планка – излучение и поглощение света происходит порциями (квантами). Фотон – световой квант (частица света). Е = hν m E h c2 c2 h p mc c - энергия фотона (кванта) - масса фотона (mпокоя=0) -импульс фотона ñ 5.Уравнение Эйнштейна: энергия фотона тратится на работу выхода электрона из вещества и сообщение ему кинетической энергии hν =Aвых+ Eк ν min Aâûõ h - уравнение Эйнштейна - красная граница фотоэффекта Aвых – работа выхода электронов [Дж] Eк – кинетическая энергия электронов [Дж] h 6,62 10 34 Äæ ñ -постоянная Планка 1ýÂ 1,6 10 -19 Äæ 6. Применение фотоэффекта фотоэлемент - преобразует световую энергия в электрический ток. используется в солнечных батареях - искусственных спутников Земли, электростанций в пустыне. Запись и воспроизведение звука в кино; Автоматика (турникет в метро, двери в аэропорту); Фотометрия – измерение силы света, яркости, освещённости; Фототелеграф, фототелефон. Задачи 1. Определите частоту излучения, энергия фотонов которого равна 2 10 19 Äæ . 2. Определите энергию фотонов соответствующих волнам с длиной волны 0,4 мкм. 3. Определите красную границу для калия. 4. Возникнет ли фотоэффект в цинке под действием излучения, имеющего частоту 3 1015 Гц? 5. Какую максимальную кинетическую энергию имеют электроны, вырванные из лития при облучении светом 5 1015 Гц? 6. Определите частоту излучения, вызывающего фотоэффект из цинка, если максимальная энергия вырванных электронов равна 4,5 10 19 Дж. 7. Какова максимальная скорость электронов, вырванных с поверхности платины при облучении её светом с длиной волны 100 нм? 8. Найдите массу и импульс фотонов для инфракрасного излучения, имеющего частоту 10 12 Гц.