Фотоэффект. Применение фотоэффекта

Наблюдение фотоэффекта

В начале 20 века в физике произошла величайшая революция, стало понятно, что законы классической физики неприменимы к явлениям микромира
Возникли мнения о двойственной природе света. Марк Планк предположил, что атомы испускают электромагнитную энергию отдельными порциями – квантами
Е = hν (формула Планка)
h=6,63*10-34 Дж*с (постоянная Планка)

Открытие фотоэффекта
Ученые всего мира проводили опыты по изучению световых явлений, и вот в 1887 году Герцем было открыто явление, которое было названо фотоэффектом
Тщательно это явление было исследовано А.Г Столетовым.
фильм "Явление фотоэффекта"

Что такое фотоэффект (внешний)?
Фотоэффект – это вырывание (испускание) электронов из вещества под действием света.

Что можно использовать для обнаружения фотоэффекта?
Для обнаружения фотоэффекта используют электроскоп с присоединенной к нему цинковой пластиной

Чем можно объяснить быструю разрядку электрометра?
Если пластину зарядить отрицательно, то световой пучок от дуги разряжает её очень быстро. Это объясняется тем, что свет вырывает электроны с поверхности пластины.
Электроны, сами имеющие отрицательный заряд, отталкиваются от отрицательно заряженной пластины и электроскоп разряжается.
?
Пластина - Электроны -

Что будет происходить, когда пластину зарядят положительно?
Вывод: При положительном заряде пластины вырванные светом электроны притягиваются к пластине и снова на ней оседают, и электроскоп не разряжается.
?
Пластина + Электроны -

Какой участок спектра вызывает фотоэффект?
Ультрафиолетовый участок спектра вызывает фотоэффект.
Как это можно доказать?
Если на пути светового потока поставить стекло, электрометр не разряжается. Т.К стекло поглощает ультрафиолетовые лучи, то из опыта и понятно что фотоэффект вызывает именно ультрафиолетовый участок спектра.

Законы фотоэффекта

Установка для исследования фотоэффекта

1 – й закон фотоэффекта (Столетова)
Количество электронов, вырванных светом с поверхности металла за 1 с, прямо пропорционально поглощаемой за это время энергии световой волны.

2 – й закон фотоэффекта (Столетова)
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой света - ν и не зависит от интенсивности света.

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов
m (масса электрона) =9,1 *10-31 кг.
e (заряд электрона) =1,6*10-19 Кл
v – скорость электрона
Uз - задерживающее напряжение

Теория фотоэффекта

Кем и когда было дано объяснение фотоэффекта?
Объяснение фотоэффекта было дано Эйнштейном в 1905 году, развившем идеи Планка о прерывистом испускании света.

Что показало явление фотоэффекта?
Явление фотоэффекта показало:
что свет имеет прерывистую структуру и поглощается отдельными порциями – квантами
Е = hν (формула Планка)
h=6,63*10-34 Дж*с (постоянная Планка

На что идет энергия порции света hν?
Энергия порции света hν идет:
На совершение работы выхода - А, т.е работы которую нужно совершить для того чтобы извлечь электрон из металла.
На сообщение электрону кинетической энергии -
Уравнение Эйнштейна

Условие, когда наблюдается фотоэффект
hν >А вых
Энергия кванта - hν должна быть больше работы выхода - А вых
(т.е. работы, которую нужно совершить, чтобы вырвать электрон из металла)

Предельная частота - ν min или максимальную длину волны - λmax называют
красной границей фотоэффекта.
или