Квантовые свойства света. Фотоэффект и его законы. Применение фотоэффекта в технике

Содержание

Слайд 2

КВАНТОВАЯ ФИЗИКА- РАЗДЕЛ СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКИ, В КОТОРОМ ИЗУЧАЮТСЯ СВОЙСТВА, СТРОЕНИЕ АТОМОВ

КВАНТОВАЯ ФИЗИКА- РАЗДЕЛ СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКИ, В КОТОРОМ ИЗУЧАЮТСЯ СВОЙСТВА, СТРОЕНИЕ

АТОМОВ И МОЛЕКУЛ, ДВИЖЕНИЕ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МИКРОЧАСТИЦ.
Слайд 3

КВАНТОВЫЕ СВОЙСТВА СВЕТА. В 1900 г. немецкий физик Макс Планк высказал

КВАНТОВЫЕ СВОЙСТВА СВЕТА.

В 1900 г. немецкий физик Макс Планк высказал гипотезу:

свет излучается и поглощается не непрерывно, а отдельными порциями — квантами (или фотонами). 

Энергия Е каждого фотона определяется формулой
 Е = hv, где h — коэффициент пропорциональности — постоянная Планка,  v— частота света.  Опытным путем вычислили h = 6,63·10-34 Дж·с.  Гипотеза M.Планка объяснила многие явления, а именно, явление фотоэффекта, открытого в 1887 г. немецким ученым Герцем.  Далее фотоэффект изучил  экспериментально русский ученый Столетов.

Макс Планк

Слайд 4

ФОТОЭФФЕКТ И ЕГО ЗАКОНЫ. Фотоэффект — это вырывание электронов из вещества

ФОТОЭФФЕКТ И ЕГО ЗАКОНЫ.

Фотоэффект — это вырывание  электронов из вещества под

действием света. В результате исследований было установлено 3 закона фотоэффекта:
1. Фототок  насыщения прямо пропорционален падающему световому потоку. 
2. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно растает с частотой света и зависит от его интенсивности.
3. Для каждого вещества существует максимальная длина волны, при которой фотоэффект еще наблюдается. При больших длинах фотоэффекта нет.
Слайд 5

Если hv — это уравнение Эйнштейна.

Если  hv < Авых , то фотоэффекта не происходит. Предельную частоту  vmin  и предельную длину

волны λmax называют красной границей фотоэффекта. Она выражается так: vmin =A/h ,  λmax= λкр = hc/A, где λmax ( λкр ) – максимальная длина волны , при которой фотоэффект еще наблюдается. Красная граница фотоэффекта   для разных веществ различна, т.к. А зависит от рода вещества.

 — это уравнение Эйнштейна.

Слайд 6

Фотоэффект бывает: Внешний фотоэффект Внутренний фотоэффект -называется испускание электронов веществом под

Фотоэффект бывает:

Внешний
 фотоэффект 

Внутренний фотоэффект

-называется испускание электронов веществом под действием электромагнитного излучения.

 – это

вызванные электромагнитным излучением переходы электронов внутри полупроводника или диэлектрика из связанных состояний в свободные без вылета наружу. В результате концентрация носителей тока внутри тела увеличивается, что приводит к возникновению фотопроводимости 
Слайд 7

-Внутренний фотоэффект -Внешний фотоэффект

-Внутренний фотоэффект

-Внешний фотоэффект

Слайд 8

Вентильный фотоэффект Многофотонный фотоэффект -возможен, если интенсивность света очень большая (например,

Вентильный фотоэффект 

Многофотонный фотоэффект

-возможен, если интенсивность света очень большая (например, при использовании

лазерных пучков). При этом электрон, испускаемый металлом, может одновременно получить энергию не от одного, а от нескольких фотонов.

-является разновидностью внутреннего фотоэффекта, – это возникновение ЭДС (фото ЭДС) при освещении контакта двух разных полупроводников или полупроводника и металла. Вентильный фотоэффект открывает пути для прямого преобразования солнечной энергии в электрическую.

Слайд 9

ПРИМЕНЕНИЕ ФОТОЭФФЕКТА В ТЕХНИКЕ. Приборы, в основе принципа действия которых лежит

ПРИМЕНЕНИЕ ФОТОЭФФЕКТА В ТЕХНИКЕ. 

Приборы, в основе принципа действия которых лежит явление

фотоэффекта, называют фотоэлементами. Простейшим таким прибором является вакуумный фотоэлемент.
Слайд 10

Недостатками такого фотоэлемента являются: слабый ток, малая чувствительность к длинноволновому излучению,

Недостатками такого фотоэлемента являются: слабый ток, малая чувствительность к длинноволновому излучению,

сложность в изготовлении, невозможность использования в цепях переменного тока. 
Слайд 11

Применяется в фотометрии для измерения силы света, яркости, освещенности, в кино

Применяется в фотометрии для измерения силы света, яркости, освещенности, в кино

для воспроизведения звука, в фототелеграфах и фототелефонах, в управлении производственными процессами.
Слайд 12

Существуют полупроводниковые фотоэлементы, в которых под действием света происходит изменение концентрации

 Существуют полупроводниковые фотоэлементы, в которых под действием света происходит изменение концентрации

носителей тока. На этом явлении (внутреннего фотоэффекта) основано устройство фоторезисторов. 

Фоторезистор 

Слайд 13

Они используются при автоматическом управлении электрическими цепями (например, в турникетах метро),

 Они используются при автоматическом управлении электрическими цепями (например, в турникетах метро),

в цепях переменного тока, в часах, микрокалькуляторах. Полупроводниковые фотоэлементы используются в солнечных батареях на космических кораблях, в  первых автомобилях.