Фотоэффект Фотоэффект 1887 г. нем. физик Г. Герц Вырывание электронов из вещества под действием квантов света Опыты Столетова Вольт-амперная характеристика Законы фотоэффекта 1. Количество электронов, вырываемых с поверхности металла, прямо пропорционально поглощаемой энергии (интенсивности) света за это же время. Фототок насыщения - максимальное число фотоэлектронов, вырываемых из вещества за единицу времени, - прямо пропорционален интенсивности падающего излучения. Законы фотоэффекта 2. Максимальная кинетическая энергия электронов линейно возрастает с увеличением частоты света и не зависит от его интенсивности. 2 mv = eUз 2 Законы фотоэффекта 3. Для каждого вещества существует граничная частота такая, что излучение меньшей частоты не вызывает фотоэффекта, какой бы ни была интенсивность падающего излучения. Эта минимальная частота излучения называется красной границей фотоэффекта. νкр - красная граница фотоэффекта. Авых= hкр hc Авых= кр Фотоэффект 4. Фотоэффект практически безынерционен. Фотоэффект уравнение Эйнштейна: E = Авых+Екин h = Авых+Екин 2 mv h = Авых+ 2 hc= А +Е вых кин hc= А + mv2 вых 2 Выводы: 1. уравнение Эйнштейна: 2 mv h = hкр + 2 h = hкр +еUз hc= hc + mv2 кр 2 hc= hc +еU з кр Выводы: 2. Работа выхода вещества –это работа, которую необходимо затратить для удаления электрона из вещества. Работа выхода Авых зависит от рода вещества и не зависит от частоты света. 3. Фотоэффект возможен только при падении на вещество фотонов, энергия которых больше работы выхода вещества. 4. Кинетическая энергия фотоэлектронов увеличивается с увеличением частоты падающего света. 5. Ток насыщения зависит от интенсивности (числа фотонов) падающего света. Больше фотонов упало, больше электронов вырвалось при условии существования фотоэффекта. 12 21 33 22 14 13 23 1 задание 2 задание 3 задание В первом опыте по изучению фотоэффекта металлическую пластинку освещают белым светом через синий светофильтр (пропускает только синий цвет), а во втором — через зеленый (пропускает только зеленый цвет). Как изменяются следующие величины при переходе от первого опыта ко второму? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1. увеличилась 2. уменьшилась 3. не изменилась Цифры в ответе могут повторяться. 4 задание Квант света выбивает электрон из металла. Как изменятся при увеличении энергии фотона в этом опыте следующие три величины: работа выхода электрона из металла, максимальная возможная скорость фотоэлектрона, его максимальная кинетическая энергия? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличится; 2) уменьшится; 3) не изменится. Цифры в ответе могут повторяться 5 задание Некоторая частица приняла участие в ядерной реакции. В результате образовалась новая частица, масса которой оказалась меньше массы исходной частицы, а скорость осталась прежней по модулю, но изменилась по направлению на 180° по отношению к направлению движения исходной частицы. Как изменились следующие физические величины: 1) модуль импульса; 2) длина волны де Бройля образовавшейся частицы по отношению к исходной? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличится 2) уменьшится 3) не изменится Цифры в ответе могут повторяться 6 задание Интенсивность монохроматического светового пучка плавно уменьшают, не меняя частоту света. Как изменяются при этом концентрация фотонов в световом пучке и скорость каждого фотона? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличивается 2) уменьшается 3) не меняется Цифры в ответе могут повторяться 7 задание На металлическую пластинку направили пучок света от лазера, вызвав фотоэффект. Интенсивность лазерного излучения плавно увеличивают, не меняя его частоты. Как меняются в результате этого число вылетающих в единицу времени фотоэлектронов и их максимальная кинетическая энергия? 1) увеличивается 2) уменьшается 3) не меняется Цифры в ответе могут повторяться 8 задание Металлическую пластинку облучают светом с длиной волны λ. Как изменятся максимальная скорость электронов, вылетающих с поверхности этой пластинки, и длина волны, соответствующая «красной границе» фотоэффекта, если уменьшить длину волны падающего излучения? 1) увеличивается 2) уменьшается 3) не меняется Цифры в ответе могут повторяться 9 задание Положительно заряженная частица движется в вакууме с постоянной скоростью. Затем эта частица попадает в однородное электрическое поле и в течение некоторого времени движется в направлении его силовых линий. Как меняются в процессе движения частицы в электрическом поле следующие физические величины: кинетическая энергия, длина волны де Бройля? 1) увеличивается 2) уменьшается 3) не меняется Цифры в ответе могут повторяться