Презентація "Фотоефект. Теорія та практика"

ФОТОЭФФЕКТФОТОЭФФЕКТ

Важный шаг в развитии представлений о природе света. ФОТОЭФФЕКТ

Замечательное явление. Открыто Г. Герцем в 1887 году. Тщательно исследовано Александром Столетовым

Фотоэффект Это принесло ему мировую известность Показал возможность применения фотоэффекта на практике1888 – 1890 годы

ФОТОЭФФЕКТЗамечательное явление. Электрометр с присоединенной к нему цинковой пластиной. Явление вырывания электронов из вещества под действием светаstyle.colorfillcolorfill.type

Схема экспериментальной установки для изучения фотоэффекта

Они были установлены многочисленными экспериментаторами. Законы фотоэффекта

Зависимость силы фототока от приложенного напряжения– запирающий потенциал

Зависимость запирающего потенциала Uз от частоты ν падающего света

Закономерности фотоэффекта: Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с увеличением частоты света ν и не зависит от его интенсивности. Для каждого вещества существует так называемая красная граница фотоэффекта, т. е. наименьшая частота νmin, при которой еще возможен внешний фотоэффект. Число фотоэлектронов, вырываемых светом из катода за 1 с, прямо пропорционально интенсивности света. Фотоэффект практически безынерционен, фототок возникает мгновенно после начала освещения катода при условии, что частота света ν > νmin.

Теория фотоэффекта. В 1905 г. Теоретическое объяснение наблюдаемых закономерностей фотоэффекта было дано Эйнштейном на основе гипотезы М. Планка о том, что свет излучается и поглощается определенными порциями, причем энергия каждой такой порции определяется формулой E = hν, где h – постоянная Планка. Эйнштейн сделал следующий шаг в развитии квантовых представлений. Он пришел к выводу, что свет имеет прерывистую (дискретную)

hυ = Aвых. + Eк(1 э. В = 1,602·10–19 Дж) Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта

Величина табличная. Работа выхода электронов

Работа выхода. Среди металлов наименьшей работой выхода обладают щелочные элементы. Например, у натрия A = 1,9 э. В, что соответствует красной границе фотоэффекта λкр ≈ 680 нм. Поэтому соединения щелочных металлов используют для создания катодов в фотоэлементах, предназначенных для регистрации видимого света

Кинетическая энергия электронов

При облучении полупроводника или диэлектрика фотонами в нем появляются дополнительные свободные электроны и (или) дырки, что приводит к увеличению электропроводимости. Внутренний фотоэффект

Атомы или молекулы газа находятся в свободном состоянии Ионизация газов – электроны под действие света отрываются от атомов. Фотоэффект в газах

ПРИМЕНЕНИЕ ФОТОЭФФЕКТАФОТОЭЛЕМЕНТЫ

Применение фотоэффекта. Прибор, преобразу ющий свет в электриче ский ток. Сконстру ировал итальянец Аугусто Риги. Фотоэлементы. Вакуумные. Полупроводниковые

ВАКУУМНЫЙ ФОТОЭЛЕМЕНТНедостатками такого фотоэлемента являются: слабый токмалая чувствительность к длинноволновому излучению, сложность в изготовлении, невозможность использования в цепях переменного тока. ПРИМЕНЯЕТСЯ:в фотометрии для измерения силы светаяркости, освещенностив кино для воспроизведения звука в фототелеграфах и фототелефонах в управлении производственными процессами

Автоматическое управление электрическими цепями. Турникеты в метро

Фотореле/датчики присутствия

Автоматическая раздвижная дверь

Фотоумножитель. С явлением фотоэффекта связаны фотохимические процессы, протекающие под действием света в фотографических материалах

Применение фотоэлементов. В цепях переменного тока, в качестве невозобновляемых источников тока в часах, микрокалькуляторах, проходят испытания первые солнечные автомобили. Используются в солнечных батареях на искусственных спутниках Земли, межпланетных и орбитальных автоматических станциях

С помощью фотоэффекта«заговорило» кино. Стало возможной передача движущихся изображений (телевидение)Программируемые станки Контроль размеров изделий

С помощью фотоэффекта. Включение и выключение маяков и уличного освещения

Задача

Решение