Fotoefekt (0)

Lõik failist

Sarnased õppematerjalid

2

doc

II osa Kvantoptika

sagedus. 3. Mida näitab Plancki konstant ja kui suur ta on? h = E/f näitab, et valguse sagedusühiku kohta tulevat kvandi energiat ja see on h = 6,6.10-34J/s 4. Millise füüsika aluseks sai Plancki tööhüpotees footonitest? Kvantfüüsika. 5. Millise 20.sajandi alguse füüsika probleemi lahendas Max Planck, mille eest ta sai ka Nobeli preemia? Ta lahendas kehade soojuskiirguse teoreetilise kirjeldamise probleemi. Lahenda ülesanded 1-5 lk.81-82. Vastata küsimused 1 ja 2 lk 82 13. Fotoefekt. 13.1. Fotoefekti katsed 6. Mida nimetatakse fotoefektiks? Elektronide väljalöömist ainest (metallist, pooljuhist) valguse toimel. 7. Analüüsi elektroni välja löömist metallist valguse toimel, kui metall on + laenguga ja kui metall on ­ laenguga. + laenguga metall tõmbab väljalöödud elektroni tagasi, -laenguga metalli puhul aga seda ei juhtu. 8. Joonista fotoefekti uurimisseadme skeem. Vt joonis 13.3 lk 84 9. Kes uuris selle skeemi abil esimesena fotoefekti seaduspärasusi juba 1888

Füüsika

2

docx

Kvantoptika

Põhjus on selles, et klaas neelab suurema sagedusega (lühema lainepikkusega) valgust Siit järeldus:MITTE IGASUGUNE VALGUS EI TEKITA FOTOEFEKTI. Fotoefekt Enamike ainete puhul tekitab fotoefekti ultravalgus (violetne ja sinine) Fotoefekti ei tekita punane valgus. Siit tuleneb mõiste FOTOEFEKTI PUNAPIIR. Kui välja löödud elektron ei saa piisavat energiat tõmmatakse ta ainesse tagasi FOTOEFEKTI PUNAPIIR ­ suurim lainepikkus, mille puhul veel tekib fotoefekt Fotoefekti seaduspärasused: I seadus: Kiirguse poolt väljalöödud elektronide maksimaalne kineetiline energia ei sõltu kiirguse intensiivsusest vaid sõltub kiirguse sagedusest (lainepikkusest) ja elektroodi materjalist II seadus : Fotoefekti punapiir sõltub ainult elektroodi materjalist ega sõltu kiirguse intensiivsusest. Fotoefekti seaduspärasusi uuris põhjalikumalt vene füüsik Aleksander Stoletov

Füüsika

1

doc

Kvantoptika kordamisleht

Milliselt käsitleb valgust kvantoptika, M. Plancki hüpotees? Kvantoptika käsitleb valgust kui osakeste voogu. Max Plancki hüpotees: osakestena ehk footonitena käitub valgus kiirgamisel ja neeldumisel. 2. Kuidas leiad valguskvandi energiat sageduse ja lainepikkuse abil? hc E ­ energia [J] h-Plancki konstant 6,67*10-34 J*s E = h f f = c/ => E = -------- f ­ valguse sagedus -lainepikkus 3. Mis on fotoefekt ja sõnasta tema kaks seaduspärasust? Fotoefekt on nähtus, kus valguse toimel lüüakse ainest välja elektrone. Seaduspärasused: 1) väljalöödud elektronide arv sõltub valguslaine intensiivsusest. 2)väljalöödud elektronide kiirus sõltub valguse sagedusest. 4. Milline on fotoefekti teooria, põhivalem, tähised valemis? Ainele langeva footoni energia mõjul tuuakse elektron pinnale ja antakse talle kineetiline energia.

Füüsika

1

docx

Kvantoptika

1) plancki hüpotees ­ valgus ei kiirgu aatomeist lainena, vaid energiaporstjonite, kvantide kaupa, plancki valem ­ E=hf; 2) footon ­ elektromagnetvälja kvant, mis eksisteerib ainult liikudes(pole seisumassi) ning tõestati fotoefekti abil ja selle kineetiline energia on E=mc2; 3) fotoefekt ­ elektroni väljalöömine metallist valguse toimel, mille tulemusel tekib elektrivool (mida intensiivsem valgus, seda tugevam vool); 4) punapiir ­ piirsagedus, mida fotoefekt tekitada suudab, sellest suurema lainepikkusega või sagedusega valgus enam elektrone vabastada ei suuda (kvantoptikas väikseima sagedusega valgus, mis võib tekitada fotoefekti); 5) stoletovi katse ­ õhutühjas balloonis on 2 elektroodi, valguse toimel katoodist välja löödud elektronid liiguvad anoodile, mis põhjustab fotovoolu, aga muutumatu valguse intensiivsuse puhul oleneb tekkiva voolu tugevus rakendatud pingest.

Füüsika

2

doc

Kvantoptika

14. Kuidas mõjutav fotovoolu tugevust valguse intensiivsus? Miks? - Valguse intensiivsus on seda suurem, mida rohkem on valguvihus footoneid ja mida rohkem langeb neid ühes sekundis pinnaühikule. Intensiivsus määrab ära ainest eraldinud elektronide arvu ja seega ka voolutugevuse. 15. Milline on energiajaotus fotoefekti korral? Fotoefekti võrrand. - Väljumistöö, kineetilise energia andmiseks ehk (h x f) - hf= A + mv2 / 2 16. Kas alati tekib fotoefekt kui valgustada metalli pinda? Millest see sõltub? - Ei teki, sõltub sellest millise valgusega on tegu. - Ultravalgus ja violetne tekitavad hästi enamasti, punane aga peaaegu üldse mitte. - See sõltub punapiirist, pikemad lained ei ole suutelised ainest elektrone vabastama. 17. Mis on punapiir? - Sagesuse seisukohast: Mida väiksem on valguse sagedus seda halvemini vabanevad elektronid. - Lainepikkuse seisukohast: Mida pikemad lained seda halvemini vabanevad elektronid. - Fp= A/h 18

Füüsika

4

docx

Fotoeffekt

1. Mis on fotoeffekt? Fotoeffektiks nim. Elektronide väljalöömist ainest valguse toimel. 2. Stoletovi katseseade. Kujutab endast klaasballooni, millest on õhk välja pumbatud. Balloonis on 2 elektroni ( anood, katood). Katoodile langeb valgus läbi kvarts aknakese. Elektronid liiguvad anoodi poole ja tekitavad vooluringis voolu, mille tugevust mõõdetakse milliapermeetriga. Pinget anoodi ja katoodi vahel saab mõõta. Osa valguse poolt väljalöödud elektrone jõuavad anoodile ka siis, kui pinge on null. 3. Fotoeffekti I seadus. Selgita, kuidas selleni jõuti. Valguse poolt ühest sekundis väljalöödud elektronide arv on võrdeline valguse intensiivsusega e. Heledusega. Stoletov muutis katoodile langeva valguse värvust, koos sellega sagedust. Sellest tingituna muutus tõkke pinge suurus. Mida suurem sagedus, seda suurem tõkkepinge. 4. Fotoeffekti II seadus. Selgita, kuidas selleni

Füüsika

3

doc

KvantOptika

KVANTOPTIKA Valgusel on tähtis osa meie elus. Ilma valguseta ei tajuks me esemeid nagu lauad, toolid ja isegi inimesed. Me elaksime igaveses öös. Valguse uurimine hakkas pihta juba 17. Sajandil. Kuid tekkisid vastuolud teadlaste vahel. Osad uskusid ,et valgus on laine, teised aga ,et osake. Need kes uskusid ,et tegemist on lainega, panid aluse nn. Laineteooriale. Laineteooria töötas välja hollandi füüsik C.Huygens 1678 aastal. Ja need kes uskusid ,et valgus koosneb osakestest panid aluse nn. Korpuskulaarteooriale mida tänapäeval nimetatakse Kvantteooriaks. Korpuskulaarteooria e. kvantteooria arendaja oli inglise füüsik I.Newton 1675 aastal. Aga siia maani ei ole suudetud kindlaks teha mis see valgus on, kuna valgus on dualistlik. Valguse dualistlik e. kahene iseloom tähendab, et valguse laine ja kvantteooriad ei ole vastandlikud, nad täiendavad teineteist. See, kas valgus on laine või osakeste voog oleneb, milliseid nähtusi vaadeldakse, inimen

Füüsika

2

doc

Kvantoptika ja laineoptika

*interferents *difraktsioon *dispersioon *murdumine *peegeldumine 2) kvantteooria ­ valgus on osakeste voog *fotoefekt *Comptoni efekt *valguse rõhk 2. Mõisted Fotoefekt ­ nähtus, kui kiirgus või valgus lööb ainest välja elektrone. Footon e kvant ­ on valgusosake, mis kannab kaasas energiat. Punapiir ­ on minimaalne sagedus, mille korral tekib fotoefekt. Väljumistöö on energia, mis tuleb anda elektronile, et see metallist välja lüüa. Comptoni efekt ­ röntgeni ja gammakiirguse lainepikkus suureneb hajumisel vabadelt elektronidelt. 3. Fotoefekti tekkimise tingimus Footoni energiast peab jätkuma elektroni väljalöömiseks. E A H*fmin A fm =A/h 4. Energia jäävuse seadus fotoefekti kohta Et elektron metallist välja lüüa tuleb talle anda energiat (Aväljumistöö) ,seega väljalöödud elektron omandab kineetilise energia

Füüsika

Kommentaarid (0)