Слайд 1Фотоэффект – это явление вырывания электронов из вещества под действием света.
Фотоэффект
Слайд 2Из истории фотоэффекта…
1887 год – немецкий физик Генрих Герц
Слайд 3Второе открытие фотоэффекта
1888 год – немецкий ученый Вильгельм
Гальвакс.
Слайд 4Третье открытие фотоэффекта
1888 год – итальянец Аугусто Риги. Он
же
придумал первый фотоэлемент – прибор,
преобразующий энергию света в
электрический ток.
Слайд 5Четвертое и окончательное открытие…
1888 год – русский ученый Александр
Григорьевич
Столетов. Он
подверг фотоэффект
тщательному эксперимен-
тальному исследованию и
установил законы
фотоэффекта.
Слайд 6Схема установки Столетова
1-й вариант опыта
Слайд 7Схема установки Столетова
1-й вариант опыта
Слайд 8Вывод, который сделал вывод Столетов…
…при освещении цинковой пластины
ультрафиолетовыми лучами из
неё
вырываются электроны. Под действием ЭП
они устремляются к сетке и в цепи возникает
электрический ток, который называют
фототоком.
Слайд 9Задачи, которые ставил перед собой Столетов…
1.Нужно было установить, от
чего зависит
количество электронов, вырываемых из
металла, за 1 с?
2.От чего зависит скорость фотоэлектронов, а
значит, и кинетическая энергия
фотоэлектронов?
Слайд 10 Схема установки, на которой Столетов
установил законы фотоэффекта
Слайд 11Первый закон фотоэффекта
Сила тока насыщения (фактически, число выбиваемых
с поверхности электронов за единицу времени) прямо пропорциональна интенсивности светового излучения, падающего на поверхность тела. Iнас ˜ световому потоку!
Внимание!
Световой поток,
падающий на фотокатод,
увеличивается, а его
спектральный состав
остается неизменным:
Ф2 > Ф1
Слайд 12Второй закон фотоэффекта
Если частоту света увеличить, то при
неизменном световом
потоке запирающее напряжение увеличивается, а, следовательно,
увеличивается и кинетическая энергия фотоэлектронов.
Максимальная скорость фотоэлектронов зависит
только от частоты падающего света и не зависит от его
интенсивности.
Важно!
По модулю запирающего напряжения можно судить о
скорости фотоэлектронов и об их кинетической
энергии!
Слайд 13Третий закон фотоэффекта
Для каждого вещества существует
минимальная частота (так называемая
красная граница фотоэффекта), ниже которой
фотоэффект невозможен.
Слайд 14Красная граница фотоэффекта
При < min ни при
какой интенсивности
волны падающего
на
фотокатод света
фотоэффект не
произойдет!
Для каждого вещества
своя!!!
Слайд 15Применение фотоэффекта
На явлении фотоэффекта основано действие фотоэлектронных приборов,
получивших разнообразное применение в различных областях науки и техники. В настоящее время практически невозможно указать отрасли производства, где бы не использовались фотоэлементы - приемники излучения, работающие на основе фотоэффекта и преобразующие энергию излучения в электрическую.
Слайд 16Вакуумный
фотоэлемент
Простейшим фотоэлементом
с внешним фотоэффектом
является вакуумный
фотоэлемент.
Он представляет собой
откачанный стеклянный баллон,
внутренняя поверхность которого (за
исключением окошка для доступа
излучения) покрыта
фоточувствительным слоем,
служащим фотокатодом. В качестве
анода обычно используется кольцо
или сетка, помещаемая в центре
баллона.
Слайд 17 Вакуумные фотоэлементы безынерционны, и для них наблюдается
строгая пропорциональность фототока интенсивности излучения. Эти свойства позволяют использовать вакуумные фотоэлементы в качестве фотометрических приборов, например фотоэлектрический экспонометр, люксметр (измеритель освещенности) и т.д.
Слайд 18Фоторезисторы
Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом,
называемые полупроводниковыми
фотоэлементами или фотосопротивлениями
(фоторезисторами), обладают гораздо большей
интегральной чувствительностью, чем
вакуумные. Недостаток фотосопротивлений –
их заметная инерционность, поэтому они
непригодны для регистрации
быстропеременных световых потоков.
Слайд 19Вентильные фотоэлементы
Фотоэлементы с вентильным
фотоэффектом, называемые вентильными фотоэлементами (фотоэлементы с запирающим слоем), обладая, подобно элементам с внешним фотоэффектом, строгой пропорциональностью фототока интенсивности излучения, имеют большую по сравнению с ними интегральную чувствительность и не нуждаются во внешнем источнике э.д.с.
Кремниевые и другие вентильные фотоэлементы применяются для создания солнечных батарей, непосредственно преобразующих световую энергию в электрическую.
Слайд 20 Такие батареи уже
в течение многих лет
работают
на космичес-
ких спутниках и
кораблях. Их КПД
приблизительно
10% и, как показывают теоретические
расчеты, может быть доведён до 22%,
что открывает широкие перспективы их
использования в качестве источников для
бытовых и производственных нужд.
Слайд 22Проверочные тесты
Контрольный блок
Слайд 23№1: Какому из нижеприведенных выражений соответствует единица измерения постоянной Планка в
СИ?
а) Джс
б) кгм/c2
в) кгм/c
г) Нм
д) кг/м3
Слайд 24№2: По какой из нижеприведенных формул, можно рассчитать импульс фотона? (
Е-энергия фотона; с- скорость света)
А) Ес
B) Ес2
C) с/Е
D) с2/Е
E) Е/с
Слайд 25№3 Как изменится работа выхода, при увеличении длины волны падающего излучения
на катод, в четыре раза?
А) Увеличится в четыре раза.
B) Уменьшится в четыре раза.
C) Увеличится в два раза.
D) Уменьшится в два раза.
E) Не изменится.
Слайд 26№4 Какое из нижеприведенных утверждений ( для данного электрода) справедливо?
А)
Работа выхода зависит от длины волны падающего излучения.
B) «Запирающее» напряжение зависит от работы выхода.
C) Увеличение длины волны падающего излучения приводит к увеличению скорости вылетающих фотоэлектронов.
D) Максимальная скорость вылетающих фотоэлектронов, зависит только от работы выхода.
E) Увеличение частоты падающего излучения, приводит к увеличению скорости фотоэлектронов.
Слайд 27№5.Пластина изготовлена из материала, «красная граница» для которого попадает в голубую
область спектра. При освещении какими лучами данной пластины наблюдается фотоэффект?
А) Инфракрасными.
B) Ультрафиолетовыми.
C) Желтыми.
D) Красными.
E) Оранжевыми.
Слайд 28№6: Как изменится работа выхода, при увеличении длины волны падающего излучения
на катод, в четыре раза?
А) Увеличится в четыре раза.
B) Уменьшится в четыре раза.
C) Увеличится в два раза.
D) Уменьшится в два раза.
E) Не изменится.
Слайд 29№7 Какое из нижеприведенных утверждений справедливо? Кинетическая энергия вылетающих фотоэлектронов зависит
от:
А) Только от частоты падающего излучения.
B) Только от температуры металла.
C) Только от интенсивности излучения.
D) От частоты и интенсивности падающего
Излучения.
E) От температуры металла и интенсивности
излучения.