Квантовая оптика. Продолжение

Август 10, 2022

Главная
Физика
Квантовая оптика. Продолжение

Содержание

2. ПЛАН ЛЕКЦИИ Фотоны. Энергия, масса и импульс фотона. Фотоэффект. Виды фотоэффекта. Законы внешнего фотоэффекта. Квантовая теория
3. Ф О Т О Н Ы
4. Энергия фотона Свет испускается, поглощается и распространяется дискретными порциями (квантами), названными фотонами. Энергия фотона
5. Масса фотона Масса движения фотона находится из закона взаимосвязи массы и энергии Фотон – элементарная частица,
6. Импульс фотона Импульс фотона определяется по формуле
7. ФОТОЭФФЕКТ
8. Фотоэффект Фотоэлектрическим эффектом (фотоэффектом) называется явление взаимодействия света с веществом, в результате которого энергия фотонов передается
12. ФОТОЭФФЕКТ Русский физик Александр Григорьевич Столетов, открывший фотоэффект...
14. Закономерности, установленные А. Г. Столетовым Наибольшее действие оказывают УФ лучи. Сила тока возрастает с увеличением освещённости
21. А. Эйнштейн
22. Квантовая теория фотоэффекта Если на поверхность металла падает квант света и его энергия больше энергии связи
23. Первый закон внешнего фотоэффекта При фиксированной частоте падающего света число фотоэлектронов, вырываемых из катода в единицу
24. Объяснение первого закона внешнего фотоэффекта квантовой теорией Чем больше освещенность (интенсивность света), тем больше квантов, а
25. Второй закон внешнего фотоэффекта Максимальная начальная скорость (максимальная начальная кинетическая энергия) фотоэлектронов не зависит от интенсивности
26. Объяснение второго закона внешнего фотоэффекта квантовой теорией Из уравнения Эйнштейна видно, что максимальная кинетическая энергия (максимальная
27. Третий закон внешнего фотоэффекта Для каждого вещества существует «красная граница» фотоэффекта, т.е. минимальная частота света (зависящая
28. Объяснение третьего закона внешнего фотоэффекта квантовой теорией Из уравнения видно, что фотоэффект произойдет при условии если
29. Четвёртый закон внешнего фотоэффекта Фотоэффект практически безынерционен: он немедленно возникает при освещении поверхности металла, но при
30. Объяснение четвёртого закона внешнего фотоэффекта квантовой теорией Согласно квантовой теории энергия излучения сосредоточена в отдельных порциях
31. Масса и Импульс Ф О Т О Н А
33. Корпускулярно- волновой дуализм электромагнитного излучения Свет одновременно обладает свойствами непрерывных электромагнитных волн (интерференция, дифракция, поляризация) и
35. Давление света
36. Петр Николаевич ЛЕБЕДЕВ (1866—1912) Основатель выдающейся школы физиков Московского университета. Первым измерил давление света на твердые
37. Давление света Световое давление определяется по формуле где – коэффициент отражения света; Е0 – энергия, падающая
38. Эффект Комптона Эффект Комптона (Комптон-эффект) — явление изменения длины волны электромагнитного излучения вследствие рассеивания его электронами.
39. Артур Комптон Артур Комптон (Compton) (американский физик) Нобелевский лауреат по физике.
41. Эффект Комптона
42. Диаграмма импульсов при упругом рассеянии фотона на покоящемся электроне.
43. Эффект Комптона Кривые распределения интенсивности в спектре излучения, рассеянного под некоторыми углами.
44. Примеры задач
50. Скачать презентацию

Слайд 2

ПЛАН ЛЕКЦИИ
Фотоны. Энергия, масса и импульс фотона.
Фотоэффект. Виды фотоэффекта.
Законы внешнего фотоэффекта.
Квантовая

теория фотоэффекта. Уравнение А.Эйнштейна.
Объяснение законов внешнего фотоэффекта квантовой теорией (с помощью уравнения А. Эйнштейна).
Давление света.
Эффект Комптона.
Корпускулярно- волновой дуализм электромагнитного излучения

Слайд 3

Ф О Т О Н Ы

Слайд 4

Энергия фотона
Свет испускается, поглощается и распространяется дискретными порциями (квантами), названными фотонами.
Энергия

фотона

Слайд 5

Масса фотона
Масса движения фотона находится из закона взаимосвязи массы и энергии
Фотон

– элементарная частица, которая всегда движется со скоростью света с и имеет массу покоя, равную нулю.

Слайд 6

Импульс фотона
Импульс фотона определяется по формуле

Слайд 7

ФОТОЭФФЕКТ

Слайд 8

Фотоэффект
Фотоэлектрическим эффектом (фотоэффектом) называется явление взаимодействия света с веществом, в результате

которого энергия фотонов передается электронам вещества. Различают внешний, внутренний и вентильный фотоэффект.

Слайд 9

Слайд 10

Слайд 11

Слайд 12

ФОТОЭФФЕКТ
Русский физик
Александр Григорьевич Столетов,
открывший фотоэффект...

Слайд 13

Слайд 14

Закономерности, установленные А. Г. Столетовым
Наибольшее действие оказывают УФ лучи.
Сила тока возрастает

с увеличением освещённости пластины (т.е. его интенсивности)
Испускаемые под действием света заряды имеют отрицательный знак

Слайд 15

Слайд 16

Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

Слайд 20

Слайд 21

А. Эйнштейн

Слайд 22

Квантовая теория фотоэффекта
Если на поверхность металла падает квант света и

его энергия больше энергии связи электрона с атомом, то, поглотив данную энергию, электрон вылетает из металла. Произойдет фотоэффект.

Слайд 23

Первый закон внешнего фотоэффекта
При фиксированной частоте падающего света число фотоэлектронов, вырываемых

из катода в единицу времени, пропорционально интенсивности света (сила фототока насыщения пропорциональна энергетической освещенности Е катода).

Слайд 24

Объяснение первого закона внешнего фотоэффекта квантовой теорией
Чем больше освещенность (интенсивность света),

тем больше квантов, а каждый квант поглощается одним электроном, значит, будет больше вылетевших электронов.

Слайд 25

Второй закон внешнего фотоэффекта
Максимальная начальная скорость (максимальная начальная кинетическая энергия) фотоэлектронов

не зависит от интенсивности падающего света, а определяется только его частотой, а именно линейно возрастает с увеличением частоты.

Слайд 26

Объяснение второго закона внешнего фотоэффекта квантовой теорией
Из уравнения Эйнштейна видно, что

максимальная кинетическая энергия (максимальная начальная скорость) вылетевших электронов зависит от частоты падающего света (пропорционально ).

Слайд 27

Третий закон внешнего фотоэффекта
Для каждого вещества существует «красная граница» фотоэффекта, т.е.

минимальная частота света (зависящая от химической природы вещества и состояния его поверхности), при которой свет любой интенсивности фотоэффекта не вызывает.

Слайд 28

Объяснение третьего закона внешнего фотоэффекта квантовой теорией
Из уравнения видно, что фотоэффект

произойдет при условии если ,
то есть энергии кванта должно, хватить на то, чтобы вырвался электрон.
Красная граница фотоэффекта зависит от , то есть от химической природы металла и состояния его поверхности (для каждого металла своя).

Слайд 29

Четвёртый закон внешнего фотоэффекта
Фотоэффект практически безынерционен: он немедленно возникает при освещении

поверхности металла, но при условии, если

Слайд 30

Объяснение четвёртого закона внешнего фотоэффекта квантовой теорией
Согласно квантовой теории энергия излучения

сосредоточена в отдельных порциях – квантах, что повышает ее ценность.
Поэтому электрон захватывает всю энергию кванта и способен вырваться с поверхности металла.

Слайд 31

Масса и Импульс Ф О Т О Н А

Слайд 32

Слайд 33

Корпускулярно- волновой дуализм электромагнитного излучения
Свет одновременно обладает свойствами непрерывных электромагнитных волн

(интерференция, дифракция, поляризация) и свойствами дискретных фотонов (теплового излучение, фотоэффект, эффект Комптона).
В этом заключается корпускулярно-волновой дуализм (двойственность) электромагнитного излучения.

Слайд 34

Слайд 35

Давление света

Слайд 36

Петр Николаевич ЛЕБЕДЕВ (1866—1912)
Основатель выдающейся школы физиков Московского университета.
Первым измерил давление

света на твердые тела, экспериментально доказав наличие импульса у электромагнитного излучения (1897—1901).
Впервые измерил световое давление на газы.

Слайд 37

Давление света
Световое давление определяется по формуле
где – коэффициент отражения света;
Е0

– энергия, падающая на единицу поверхности за единицу времени
Е0 = N h v,
где N – число фотонов, падающих на единицу поверхности за одну секунду.

Слайд 38

Эффект Комптона
Эффект Комптона (Комптон-эффект) — явление изменения длины волны электромагнитного излучения

вследствие рассеивания его электронами.
Обнаружен американским физиком Артуром Комптоном в 1923 году для рентгеновского излучения. В 1927 Комптон получил за это открытие Нобелевскую премию по физике.

Слайд 39

Артур Комптон
Артур Комптон (Compton) (американский физик)
Нобелевский лауреат по физике.

Слайд 40

Слайд 41

Эффект Комптона

Слайд 42

Диаграмма импульсов при упругом рассеянии фотона на покоящемся электроне.

Слайд 43

Эффект Комптона
Кривые распределения интенсивности в спектре излучения, рассеянного под некоторыми углами.

Слайд 44

Примеры задач

Слайд 45

Слайд 46

Слайд 47

Слайд 48

Квантовая оптика. Продолжение

Содержание

ПЛАН ЛЕКЦИИФотоны. Энергия, масса и импульс фотона.Фотоэффект. Виды фотоэффекта.Законы внешнего фотоэффекта.Квантовая

Ф О Т О Н Ы

Энергия фотона Свет испускается, поглощается и распространяется дискретными порциями (квантами), названными фотонами. Энергия

Масса фотона Масса движения фотона находится из закона взаимосвязи массы и энергииФотон

Импульс фотона Импульс фотона определяется по формуле

ФОТОЭФФЕКТ

Фотоэффект Фотоэлектрическим эффектом (фотоэффектом) называется явление взаимодействия света с веществом, в результате

ФОТОЭФФЕКТРусский физик Александр Григорьевич Столетов, открывший фотоэффект...

Закономерности, установленные А. Г. СтолетовымНаибольшее действие оказывают УФ лучи.Сила тока возрастает

А. Эйнштейн

Квантовая теория фотоэффекта Если на поверхность металла падает квант света и

Первый закон внешнего фотоэффектаПри фиксированной частоте падающего света число фотоэлектронов, вырываемых

Объяснение первого закона внешнего фотоэффекта квантовой теорией Чем больше освещенность (интенсивность света),

Второй закон внешнего фотоэффектаМаксимальная начальная скорость (максимальная начальная кинетическая энергия) фотоэлектронов

Объяснение второго закона внешнего фотоэффекта квантовой теорией Из уравнения Эйнштейна видно, что

Третий закон внешнего фотоэффекта Для каждого вещества существует «красная граница» фотоэффекта, т.е.

Объяснение третьего закона внешнего фотоэффекта квантовой теориейИз уравнения видно, что фотоэффект

Четвёртый закон внешнего фотоэффекта Фотоэффект практически безынерционен: он немедленно возникает при освещении

Объяснение четвёртого закона внешнего фотоэффекта квантовой теориейСогласно квантовой теории энергия излучения