Фотоэффект. Законы фотоэффекта.

Цель и задачи

Цель:

• Дать понятие фотоэлектрического эффекта и разъяснить содержание его законов

Задачи:

• 1)научить оперировать законами физики для становления собственной картины мира
• 2) показать взаимосвязь науки и техники

Понятие фотоэффекта

• Фотоэффектом называют вырывание электронов из вещества под действием света.

Наблюдение фотоэффекта

• Для наблюдения фотоэффекта можно использовать электрометр с цинковой пластиной. Положительно заряженная пластина не влияет на быстроту разрядки электрометра, а отрицательно - разряжает очень быстро.

А.Г.Столетов

СТОЛЕТОВ Александр Григорьевич (29 июля 1839 — 15 мая 1896), российский физик. Родился в семье небогатого купца. Окончил Московский университет (1860) и был оставлен для подготовки к получению профессорского звания. В 1862 командирован в Германию, работал и учился в Гейдельберге, Геттингене и Берлине у Г. Кирхгофа, Г. Гельмгольца, Г. Магнуса, В. Вебера. За границей Столетов пробыл 3 года. В 1865 вернулся в Россию и в следующем году получил место преподавателя математической физики и физической географии в Московском университете, где работал до конца своей жизни

Первый закон фотоэффекта

• Количество электронов, вырываемых светом с поверхности металла за одну секунду, прямо пропорциональна поглощаемой за это время энергии световой волны.

Второй закон фотоэффекта

• Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности.

Третий закон фотоэффекта

• Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, то есть существует наименьшая минимальная частота, при которой ещё возможен фотоэффект.

Теория фотоэффекта

• Объяснение фотоэффекта было дано в 1905 г. Эйнштейном, развившим идею Планка о прерывистом испускании света. Им доказано, что свет имеет прерывистую структуру и поглощается отдельными порциями .

Энергия фотона

• Свет имеет прерывистую структуру: излучённая порция световой энергии сохраняет свою индивидуальность и в дальнейшем.

Уравнение фотоэффекта

• Интенсивность света пропорциональна числу квантов энергии в световом пучке, вырванных из металла. Скорость электронов определяется частотой света и работой выхода.

Понятие предельной частоты

• Для каждого вещества фотоэффект наблюдается лишь в том случае, если частота света больше минимального значения.
• При 
• Т.к. ,

• Т.к длина волны больше у красного цвета, то максимальную длину волны (минимальную частоту), при которой еще наблюдается фотоэффект, назвали красной границей фотоэффекта.

то минимальной частоте света соответствует максимальная длина волны .

Красная граница фотоэффекта

• Предельную частоту называют красной границей фотоэффекта.

• Работа выхода А зависит от рода вещества. Поэтому и предельная частота фотоэффекта для разных веществ различна.

Применение внешнего фотоэффекта

• Комбинация вакуумного фотоэлемента с реле позволяет конструировать множество различных «видящих» автоматов. Одним из них является автомат в метро. Используются для предотвращения аварий на заводах, для воспроизведение звука, записанного на кинопленке.

Применение внутреннего фотоэффекта

• Полупроводниковые фотоэлементы используются при изготовлении солнечных батарей и фоторезисторов. Сконструированы фотоэлементы с р- n -переходом, использующиеся в фотоэкспонометрах.

Закрепление

• Решение задач

• Д/з