Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Fotoefekt, valemid". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
footon, väljumistöö, einstein, planck, seletuse, kiirgu, portsjonite, valguskvant, tervikuna, ainele, tombejouValguse toimel katoodist väljalöödud elektronid, mida kutsutakse fotoelektronideks, liiguvad anoodile. Tekib el.vool Tekkinud fotovoolu tugevust saame mõõta milliampermeetriga Fotoefekti III seadus: Küllastusvool on võrdeline elektroodile langeva valgusvooga Fotoefekti teooria Fotoefekti ei saa seletada valguse laineteooria järgi. Mõõtmised aga näitavad, et valgusel kulub elektroni välja löömiseks 10-9 s. Fotoefektile andis seletuse A. Einstein 1905.a. Ta täiendas Planki kvanthüpoteesi. valgus ei kiirgu aatomeist lainena, vaid energia portsjonite (kvantide e. footonite) kaupa Einstein väitis: valguskvant saab neelduda ainult tervikuna. kui elektron neelab footoni, siis tema energia suureneb täpselt h*f võrra. Fotoefekti teooria loomise eest sai Einstein 1921.a. Nobeli füüsika preemia E=F*f Ainele langev footon peab fotoefekti tekitamiseks tegema tööd (positiivsete ioonide tõmbejõudude ületamiseks. Seda tööd nim
Põhjus miks ei piisanud ainult laineteooria on see ,et laineteooria ei seleta paljusid valguse omadusi. Laineteooriast ei piisanud ka 20. sajandil kui püüti seletada hõõguvate kehade kiirgus spektrit. Katse tuletada teoreetiliselt kiirgusenergia jaotust kuumutatud keha pidevspektris tegi inglise füüsik J.Rayleigh. Rayleigh-i teooria järgi peaks lainepikkuse vähenedes kiirgusvõimsus pidevalt kasvama. See tähendab ,et soojuskiirguses peaks olema ultraviolett ja röntgenkiirgust. Selle seletuse kohaselt peaks 1000 oC kuumutatud rauatükk helendama sinakat-violetset aga mitte punast. Kui see seadus kehtiks kõikidel lainepikkustel, siis oleks hõõguvakeha kogu kiirgusenergia lõpmatult suur. Hõõguvate kehade kiirgus spektrit uuris ka saksa füüsik Wilhelm Wien. Wieni seadus e. Wieni nihkeseadus ütleb, et musta keha maksimaalse kiirguse lainepikkus on pöördvõrdeline selle temperatuuriga. Iseenesest on see ka loogiline: lühema lainepikkusega e
1. Milles seisneb Plancki hüpotees aatomi kiirgamise kohta? Valgus ei kiirgu aatomist mitte lainena, vaid energiaportsjonite, kvantide kaupa. Aatomid kiirgavad elektromagnetenergiat väikeste kvantide kaupa, kusjuures kvandi energia E=hf, kus E- kvandi energia (J) f- sagedus (Hz) h- Plancki konstant 2. Mis on footon? Tema energia, mass, impulss. Footoniks hakati kutsuma valguskvanti. Energia on määratud talle vastava laine sagedusega. E=hf, E- f energia (g) h-Planckoi konstant, 6.6 * 10-34 Mass: footonil ei ole seisumassi, ei saa eksisteerida paigalolekus, E=mc2 m=(hf):c2 f- mass oleneb valguse sagedusest, mida suurem f seda suurem m. Impulss on määratud footoni massi ja kiiruse korrutisega. p=mc , suund ühtib laine levimissuunaga 3. Mida tähendab, et footonil puudub seisumass
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
Ladina keeles quantum on portsjon. 2. Kirjuta Max Plancki valem valgusosakese ehk footoni energia leidmiseks. E = hf, kus h on Plancki konstant ja f valguse 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
loogiline: lühema lainepikkusega (suurema sagedusega) valgus vastab suurema energiaga footonitele, mille kiirgamist ju võibki oodata kõrgema temperatuuriga kehalt. Stefan-Boltzmanni seadus väidab, et absoluutselt musta keha soojuskiirguse intensiivsus (võimsus) ühikulise pindala kohta kasvab võrdeliselt temperatuuri neljanda astmega: R = T4. Võrdetegurit kutsutakse Stefan-Boltzmanni konstandiks ning selle väärtuseks on saadud . Planck suutis aastal 1900 leida teoreetilise avaldise tasakaalulise kiirguse spektri kirjeldamiseks (Plancki kiirgusseadus), millest muuseas järeldub ka Stefan-Boltzmanni seadus. Konstandi teoreetiliseks avaldiseks tuleb , kus k on Boltzmanni konstant, c on valguse kiirus vaakumis ning h on Plancki konstant. Energia jaotus spektris- energia jaotust spektris saab uurida bolomeetri abil (joonis1). Kiirguse energiat uutitakse termopaari abil
7. Kuidas mõjutab valguskvantide energia valguse intensiivsust? Millest sõltub valguse intensiivsus? - Valguse intensiivsus on määratud kvantide hulgaga.( Mida rohkem kvante seda intensiivsem valgus.) 8. Kas ja kui siis miks avaldab valgus pindadele rõhku? - (Mass+Kiirus=Impulss) Impulss avaldab rõhku ja valgusel on impulss. 9. Millist nähtust nimetatakse fotoefektiks? - Elektronide väljalöömist ainest valguse toimel. 10. Mitu elektrooni saab üks footon metallist eemaldada? Miks? - 1-e, sest footoni energiat ei saa tükeldada, neeldub tervikuna. Kui energiat on piisavalt palju siis eemaldab, kui ei siis mitte. 11. Kuidas jaotub fotoefekti korral metalli pinnale langenud footoni energia? - Energia jaotub eletroni väljumistöö tegemisele ja elektronidele liikumisenergia andmisele. 12. Miks tuleb elektroni eemaldamiseks metallist kulutada energiat? Kuidas nim. seda energiat?
See, kas valgus on laine või osakeste voog oleneb, milliseid nähtusi vaadeldakse, inimene ei saa seda vahetult tajuda. Mida väiksem on osakeste energia, seda raskem on neid omavahel eristada. Suurema sagedusega elektromagnetkiirgus sarnaneb rohkem osakeste voole, väiksema kiirgusega sagedus aga lainele. Fotoefektiks nimetatakse negatiivelt laetud elektronide väljalöömist ainest valguse toimel. Valgus ei kiirgu aatomeist lainetena, vaid kvantide kaupa. Valguskvant saab neelduda ainult tervikuna. Väljumistööks A nimetatakse vähimat energiahulka, mis on vajalik elektroni ainest väljaviimiseks. Sisefotoefekti puhul ei löö valgus elektrone välja, vaid vabastab nad oma aatomite küljest. Fotoefekti põhiseadused on, et valguse poolt välja löödud elektronide arv on võrdeline valguse intensiivsusega, valguse poolt välja löödud elektronide hulk sõltub valguse sagedusest, Plancki konstandi (6,6 · 10 -34 J/s) ja valguse sageduse korrutis
ole suuteline ainest elektrone vabastama. Õhutühja ballooni on paigaldatud katood ja anood. Nendevahelist pinget saab mõõta ja muuta. Valguse toimel katoodidest väljalöödud fotoelektronid liiguvad anoodidele, mis põhjustab fotovoolu tekkimise. Voolutugevus sõltub rakendatud pingest. Pinge suurenedes voolutugevus kasvab. Küllastunud vool tekib siis, kui kõik katoodidest väljunud elektronid jõuavad anoodile. Einstein väitis, et valguskvant saab neelduda ainult tervikuna ehk kui elektron neelab footoni, siis elektroni energia suureneb täpselt h*f võrra. h*f=A* ((m*v2)/2) A=väljumistöö m=mass v=kiirus Piirsagedust fp, mille puhul h*fp=A, nimetatakse fotoefekti punapiiriks. fp=A/h Fotoelement-õhutühi klaaskolb Sisepind on kaetud katoodi kihiga, mille väljumistöö on väike Kolvi keskel on traatsilmus anood. Katoodi valgustamisel eralduvad sealt elektronid, mis anoodile liikudes tekitavad elektrivoolu.
Fotoelektriline efekt e fotoefekt 1. Sissejuhatus : · Max Plancki kavanthüpotees väitis, et liikuvad võnkuvad osakesed ehk võnkesüsteemid (ostsillaator) kiirgavad kvantide kaupa energiat, mis on võrdeline kiirguse sagedusega (E=hf) · Footonit vaadeldi kui keha, mis kiirgas kvante · Aastaid hiljem, pärast arvkuiad eksperimente kujunes sellest teooriasst välja kvantfüüsika. 1918 sai ta kvantteooria eest Nobeli preemia · Tõestati ära keha pinnalt ajaühikus kiiratav soojuskiirgus : (E= · M.Plancki teooriat tunnistati aga pärast A.Einsteini gotoefekti teooriat (1905) ning Bohri aatimoteooriat (1913) - nende tööd kinnitasid tema väidete õigsust 1. Fotoefekt · Fotoefekt on nähtus, kus valguse mõjul lüüakse metalli pindmistest kihtidest välja elektrone · Selle efekti avasta s 1887 H.Herz , eksperimentaalselt uuris seda vene füüsik A.Stoletov, kus kes koostas vooluringi ku
Toimub: valgus lööb plaadi pinnast välja elektrone. Tulemus: * fotovoolu tugevus on võrdeline valguslaine intensiivsusega. * valguse intensiivsuse muutmisel elektronide kineetiline energia ei muutu.* kineetiline energia kasvab võrdeliselt sagedusega. * elektron omandab energia, mis on piisav metallioonide külgetõmbest vabanemiseks. Einsteini võrrand: hf=A+mv2/2 (v-kiirus). Väljumistöö töö, mida footon peab tegema aine positiivsete ioonide tõmbejõudude ületamiseks. Tähis: A Ühik: J. Fotoefekti punapiir selline lainepikkus, millest pikemad lained ei v c n1 n n s
Kasutatakse dispersiooni tekitamiseks. 43. Mis on spektraalanalüüs? Spektraalanalüüs on meetod aine ehituse, koostise kindlaksmääramiseks joonspektrite abil 44. Mida on kujutatud joonisel? 1 sisenemispilu, 2 kollimaatori lääts, 3 prisma, 4 koondav lääts, 5 fotoplaat Joonisel on kujutatud spektroskoopi. 45. Millega tegeleb kvantoptika? Kvantoptika kirjeldab valgust imepisikeste osakeste voona. 46. Mis on footon? Footon on kindlat energiat omav valgusosake. Nimetatakse ka valguskvandiks. 47. Mida näitab antud valem? E = hf ©anmet.ptg 2007 6 Füüsika 11. klassile __________________________________________________________________________ Footoni energia ja sageduse vaheline seos määratud seosega: f footoni sagedus (Hz)
Neeldumisspekter- Näitab, millise lainepikkusega valguslaineid antud aine(keskkond) neeldab. (tekib,sest külm gaas neelab kõige intensiivsemalt just selliste sagedustega valgust,mida ta tugevasti kuumutatud olekus kiirgab) Spektrianalüüs- aine keemilise koostise kindlakstegemine selle aine poolt tekitatud spektrite põhjal. Fotoefekt- seisneb elektronide väljalöömisel metalli pinnalt valguse toimel. Esimest korda demonstreeris seda 1887. aastal Heinrich Herz. Kvant ehk footon- Max Planck pakkus 1900. aastal välja hüpoteesi, et valgus ei kiirgu aatomist lainena, vaid energiaportsjonite ehk kvantidena. Vaakumis liigub alati valguse kiirusega( C= 3*10 astmel 8 m/s). 1905. aastal nimetas A. Einstein kvandi footoniks. (Valguskvant- jagamatu energiaportsjon, mida keha neelab või kiirgab). Footonienergia on võrdeline elektromagnetlaine võnkesagedusega. E= hf; E= h (h= Plancki konstant= 6,62* 10 astmel -34 J*s)
klassile __________________________________________________________________________ Spektraalanalüüs on meetod aine ehituse, koostise kindlaksmääramiseks joonspektrite abil 44. Mida on kujutatud joonisel? 1 sisenemispilu, 2 kollimaatori lääts, 3 prisma, 4 koondav lääts, 5 fotoplaat Joonisel on kujutatud spektroskoopi. 45. Millega tegeleb kvantoptika? Kvantoptika kirjeldab valgust imepisikeste osakeste voona. 46. Mis on footon? Footon on kindlat energiat omav valgusosake. Nimetatakse ka valguskvandiks. 47. Mida näitab antud valem? E = hf Footoni energia ja sageduse vaheline seos määratud seosega: f footoni sagedus (Hz) h Plancki konstant (h = 6,62 10 -34 Js) 48. Mida nimetatakse fotoefektiks? Fotoefekt on elektroni väljalöömine ainest valguse mõjul. Tulemusena tekib fotovool (elektrivool)
klassile __________________________________________________________________________ Spektraalanalüüs on meetod aine ehituse, koostise kindlaksmääramiseks joonspektrite abil 44. Mida on kujutatud joonisel? 1 sisenemispilu, 2 kollimaatori lääts, 3 prisma, 4 koondav lääts, 5 fotoplaat Joonisel on kujutatud spektroskoopi. 45. Millega tegeleb kvantoptika? Kvantoptika kirjeldab valgust imepisikeste osakeste voona. 46. Mis on footon? Footon on kindlat energiat omav valgusosake. Nimetatakse ka valguskvandiks. 47. Mida näitab antud valem? E = hf Footoni energia ja sageduse vaheline seos määratud seosega: f footoni sagedus (Hz) h Plancki konstant (h = 6,62 10 -34 Js) 48. Mida nimetatakse fotoefektiks? Fotoefekt on elektroni väljalöömine ainest valguse mõjul. Tulemusena tekib fotovool (elektrivool)
Neid jooni nimetatakse kiirgusjoonteks. Joonspektri annavad kõik ained gaasilises olekus madalal rõhul (nt elavhõbedaaurudega kvartslamp) . Neeldumise olenevust valguse lainepikkusest kirjeldab neeldumisspekter, mis näitab millise lainepikkusega valguslaineid antud aine neelab. Spekrianalüüsiks nimetatakse aine keemilise koostise kindlakstegemist selle kiirgus- või neeldumisspektri järgi. Valgus kui footonite voog M. Planck-i püstitatud teooria kohaselt valgus ei kiirgu aatomeist lainena, vaid energiaportsjonite, kvantide kaupa. Valguse kvanti hakati nimetama footoniks. E =h f Kus h on konstant ,h =6,6 x 10-34 J-s . Seda konstamti tuntakse Plancki konstandina. Fotoefekt Fotoefektiks nimetatakse elektronide väljalöömist ainest valguse toime. Fotoefektile andis seletuse A. Einstein, kes väitis, et valguskvant saab neelduda ainult tervikuna. See tähendab, kui elektron neelab footoni siis elektroni energia suureneb täpselt hf võrra. Fotoefektil kehtib
ehk footoneid ja iga kvant lööb ühe elektroni välja. 2) Välja löödud elektronide ehk fotoelektronide energia ei sõltu valguse intensiivsusest vaid on määratud valguse sagedusega. Seega suurema sagedusega valguskvandid on suurema energiaga ja suudavad ka elektronidele rohkem energiat anda. Fotoefekti tekitamiseks peaks aine olema laetud negatiivselt. Sel juhul hakkab välja löödud elektron kehast elektrilise tõukejõu mõjul eemalduma ja keha laeng väheneb. Ka peab ainele langema piisavalt suure sagedusega valgus, et selle kvandid suudaksid ainest elektroni välja lüüa. Elektroni välja löömisel teeb valgus tööd. Vähimat energiat, mille arvel ainest tekiks fotoefekt, nimetatakse väljumistööks (A). Väljumistööle vastava valguse lainepikkust nimetatakse punapiiri lainepikkuseks - see on suurim valguse f lainepikkus, mis antud ainest fotoefekti põhjustab
Spektraalanalüüsi eelised keemilise analüüsi ees: 1.ei mõjuta aine keemilist koostist; 2.piisab väikestest ainekogustest; 3.ainet saab uurida eemalt (in situ) ilma laborisse toomata. 10. Fotoefekt Fotoefekt ehk fotoelektriline efekt on elektronide emissioon metalli (või ka muu koostisega keha) pinnalt elektromagnetkiirguse (sealhulgas nähtava valguse ja ultraviolettkiirguse) toimel. 11. Kvant ehk footon ja selle energia Footon on elektromagnetkiirguse väikseim osake ehk kvant (valguskvant). Footoni energia on määratud valemiga: E= hf= hc/oom 12. Fotoefekti võrrand Matemaatiliselt väljendub fotoefekt järgmises võrrandis: , kus A on väljumistöö ehk energia, mis on vaja anda elektronile, et teda metalli pinnalt vabastada; on väljunud elektroni kineetiline energia (m on elektroni mass ja v on elektroni kiirus) ning
Pidevspektrit annavad kuumad tahked kehad ning pidevalt hõõguvad gaasid. Joonspektor koosneb eredavärvilistest joontest tumedal taustal. Gaasilised ained madalal rõhul. Neeldumisspekter on kiirgusspektri ,,negatiiv" st gaas neelab samadel lainepikkustel, mis ta kõrgel temperatuuril kiirgab. (?) Spektraalanalüüsiks nimetatakse aine keemilise koostise kindlaks tegemist spektrist saadud info arvel. Planck'i hüpotees ütleb, et valgus ei kiirgu aatomeist lainena, vaid energiaportsjonite, kvantide kaupa. Fotoefektiks nimetatakse elektronide väljalöömist ainest valguse toimel. Fotoefekti punapiir on selline lainepikkus, millest pikemad lained ei ole suutelised ainest elektroni vabastama. Einsteini fotoefekti teoori järgi valgus kant saab neelduda ainult tervikuna. Neeldunud fotoenergia kulub tõmbe jõudude ületamiseks ja elektronile kineetilise jõu andmiseks.
kvantteooriad ei ole vastandlikud, nad täiendavad teineteist. See, kas valgus on laine või osakeste voog oleneb, milliseid nähtusi vaadeldakse, inimene ei saa seda vahetult tajuda. Mida väiksem on osakeste energia, seda raskem on neid omavahel eristada. Suurema sagedusega elektromagnetkiirgus sarnaneb rohkem osakeste voole, väiksema kiirgusega sagedus aga lainele. Fotoefektiks nimetatakse negatiivelt laetud elektronide väljalöömist ainest valguse toimel. Valgus ei kiirgu aatomeist lainetena, vaid kvantide kaupa. Valguskvant saab neelduda ainult tervikuna. Väljumistööks A nimetatakse vähimat energiahulka, mis on vajalik elektroni ainest väljaviimiseks. Sisefotoefekti puhul ei löö valgus elektrone välja, vaid vabastab nad oma aatomite küljest. Fotoefekti põhiseadused on, et valguse poolt välja löödud elektronide arv on võrdeline valguse intensiivsusega, valguse poolt välja löödud
( Jk ) Küllastusvoolu tugevus ei sõltu pingest. Siis jõuavad kõik valguse poolt väljalöödud elektronid anoodile. 6. Mis on tõkkepinge? Selleks, et anoodile ei jõuaks ühtegi elektroni, tuleb luua teatud vastupinget, mida nim. Tõkkepingeks (Us) 7. Mida nim. Fotoefekti punapiiriks? + valem Fotoefekti punapiiriks nim. piirsagedus või lainepikkus, mille puhul footoni energia on võrdne elektroni väljumistööga. min = A / h 8. Mis on väljumistöö? Elektronil endal ei ole metallis energiat piisavalt, et väljuda metallist, sest väljumiskohal tekib ju kohe laengu ülejääk, millega tõmmatakse elektron tagasi. Kui aga elektron saab metalli pinnal energiat sinna langevalt footonilt, siis ta võib sealt lahkuda. Footon teebki sel juhul väljumistöö A. 9. Einsteini valem fotoefekti kohta. + valem + sõnastus. -34
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. hf-footoni energia [J], Ek-kineetiline energia[J] (E= hf , Ek= mv2/2) hf = A + Ek A-väljumistöö [J] 5. Sõnasta fotoefekti mitte toimumise tingimus? Fotoefekt ei toimu, kui väljumistöö on suurem kui footoni energia. (hf < A) 6. Mis on fotoefekti korral punapiir? Punapiir on väikseim sagedus, mille korral toimub fotoefekt. 7. Mis on footon ja nimeta tema omadused? Footon on valgusosake e valguskvant. Omadused: *omab energiat. *ei ole seisumassi on alati liikumises valgusega kiirusega 300 000 km/s. *omab impulssi 8. Kuidas selgitada valguse rõhu olemust? Valguse rõhk tekib footonite langemisel aine pinnale. Footonid mõjutavad pinda oma impulsiga. 9
0 Einsteini valem fotoefekti kohta: me v 2 h f = A+ , 2 Heiti Aarna 2008 Kvantoptika kus h f on valguskvandi energia, h Plancki konstant, f me v 2 valgusvõnkumiste sagedus, A väljumistöö, - metallist 2 väljalöödud elektroni kineetiline energia. Fotoefekti ,,punapiir": h fp = A, kus fp on ,,punapiirile" vastav valgusvõnkumiste sagedus, väljalöödud me v 2 elektronil kineetiline energia puudub ( = 0 ), kogu footoni energia 2 kulub elektroni väljalöömiseks metallist.
põhjusta fotoefekti, s.t. elektronide eraldumist ainest. Kuna klaas neelab tugevalt lühiainelist kiirgust, võib arvata, et pikalaineline, väiksema sagedusega kiirgus ei tekita fotoefekti. Enamikul ainetel tekib fotoefekti ultravalgus või violetne ja sinine valgus, aga punane valgus ei tekita. Sellepärast räägitakse fotoefekti punapiirist, s.o. Sellisest lainepikkusest, millest pikemaid laineid ei ole suutelised ainest elektrone vabastama. Iga footon suudab vabastada ühe elektroni. Mida rohkem on valgusvihus footoneid seda rohkem langeb neid ühes sekundis pinnaühikule. Teisiti öelduna, seda suurem on valguse intensiivsus. Seepärast määrabki intensiivsus ära ainest eraldunud elektronide arvu ja sellega ka fotovoolu tugevuse. Vabanenud elektronide kiirus on aga määratud valguse sageduse ja väljumistööga. Nagu Einsteini valemist näha, saab fotoefekt esineda ainult juhul kui hf>A. Ainult siis jätkub
Avastas H.Hertz. fotoefekti seaduse avastas A.Stoletov: 1) fotoelektronide hulk on võrdeline valgusvooga. 2) fotoelektronide kiirus on pöördvõrdeline lainepikkusega. 3)punakiir on suurim kiir mis tekitab fotoefekti. A.Einstein tuletas fotoefekti võrrandi, mille lühim kuju on E=A+Ek E-(valgus)kvandi energia E=hf ,kus f-valguse sagedus, ühik on 1Hz(hertz). Js plancki konstant. Kuna valguse kiirus vaakumis , siis . Kus -lainepikkus (m) , m/s. A-elektroni väljumistöö SJ-süst ühik 1J (dzaul) kasutusel ka 1eV (elektronvolt) s.o energia mille elektron saab lõigu läbimisel kui pinge selle oststel on 1V. Ek- fotoelektroni kineetiline energia , kus elektroni mass m=kg. Fotoefekti liigid ja kasutamine 1.(välis)fotoefekt-kasutatakse vanadel fotofilmi taastamisel. 2.sisefotoefekt-tähendab elektroni aatomi või molekuli küljest lahtilöömist ja aine sisest liikumist. Kasutusel päikesepatareis. Kui nende hinda suudetakse alandada ja kasutegurit tõsta
sellele, et see algul kõvaks külmub. Jääs asi vm radikaalselt kuuma keskkonda -> aurustub ❏ Ka aine olekuid on kolm: tahke, vedel, gaasiline ❏ Aine kogust (üht tükki ainet), mis on kogu tervikuna samade füüsikaliste omadustega , nimetatakse faasiks. Aine faase on kolm: tahke vedel, gaasiline. Peab olema samas olekus! ❏ Näiteks süsinik (grafiit ja teemant). Struktuurid on erinevad, kõvadus on erinev, kuigi aine on sama ja samas olekus (tahke)
Footoni impulsi leidimine p=m*C Fotoefekt Elektronide väljumine ainest valguse toimel esineb eriti metallide korral. Avastas Heinrich Hertz 1887. Aastal. Seaduspärasused: 1)Metalli pinnalt väljunud elektronide arv sõltus valguse intensiivsusest. 2)Väljunud elektronide kiirus ei sõltunud valguse intensiivsusest, vaid valguse sagedusest ( värvusest) 3)Fotoefekti ei tekkinud kui sagedus oli väiksem teatud piirisagedusest, mis sõltus ainest. Aastal 1905 avaldas Albert Einstein fotoefekti teooria. Oma teoorias näitas ta, et valgus kiirgub kvantidena ja säilitab oma kvanditud oleku ka edasisel levimisel ja neeldub samuti kvantide kapua. Väitis, et elektron saab aine pinnalt lahkuda siis, kui tehakse mingi väljumistöö ja antakse elektronidele mingi kiirus. Kui kvandi energiast selleks ei piisa siis fotoefekti ei teki. h * f = A + (mv2) / 2 (J) h * f = kvandienergia A = väljumistöö
1.Kuidas valgust kiiratakse? 1900 a Esitas kvantteooria, mille järgi valgust kiiratakse üksikute valgusportsjonite ehk valgusosakeste kaupa 2. Kuidas valgust neelatakse? Valgust neelatakse tervikuna 3.Mis on footon? Footon on valgusosake, valguskvant, kujutab endas valgusportsjonit 4. Footoni energia valem. Mis määrab ära footoni energia ? E= h x f Sagedus määrab ära footoni energia, mida suurem sagedus,seda suurem energia. Fotoni enegia on võrdne valguse sagedusega ja on pöördvõrdeline valguse lainepikkusega 5.Footoni omadused 1)Footon omab kindlat energiat E= hf h= Planci konstant = 6.63 x 10 astmes -34 f- sagedus( 1 Hz) c=lamda x f c- kiirus E= hc/lamda lamda lainepikkus
elektroni üleminekul mistahes kõrgemalt orbiidilt mistahes madalamale orbiidile, neelab kvandi aga elektroni üleminekul mistahes madalamalt orbiidilt mistahes kõrgemale orbiidile. Elektron neelab energiat, kui tõused madalamalt kõrgemale, kiirgab kui tuleb madalamale. Energiakvandi suurus sõltub elektroni hüppe pikkusest. Pikema hüppe korral on kvandi energia suurem. 7. Kirjelda välis- ja sisefotoefekti? – välisfotoefekti korral lööb valgus(laine) ehk footon negatiivselt laetud metalli pinnalt välja elektrone. Fotoefekt on võimalik vaid siis, kui footoni energiast piisab elektroni kättesaamiseks metalli pinnast. Matemaatiliselt kirjeldab fotoefekti Einsteini valem, mis ütleb, et footoni energia fotoefekti korral kulub 1) väljumistööks A, st energiaks mis kulub elektroni kättesaamiseks metalli pinnast, 2) elektronile kineetilise eneriga andmiseks ehk tema minemakihutamiseks metalli pinna lähedusest. E = hf = A + mv2/2
Füüsika KT I 1. Selgita valguse dualismi, millised nähtused. Valgusel on kahesugused omadused: 1) laineteooria valgus on elektromagnetiline laine *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 elektr
1.)Planck selgitas,et valgus kiirgab portsjonite e kvantide kaupa.Footoni energia määravad Plancki konstant ja sagedus. Plancki konstant h=6,6*10-34J*s. 2.)Väljumustöö on võrdne vähima energiahulgaga ,et elektroni ainest välja viia.Punapiir on valgus piir,millest A=h*fp,punapiir. 3.)Sisemise fotoefekti nähtuse leiame päikeseenergiast toituvates plaatides või päikesepatareides. 4.)Punast valgust kasutatakse foto laboratooriumis,sest see ei riku negatiivi.Punase valguse footoni mass on väiksem kui teistel valgustel. 5.)Footoni ja elektroni sarnasused:mõlemad liiguvad väga kiiresti,saab kirjeldada lainetena silmale nähtamatud. 6.)Footonil puudub seisumass. 7.)a-kvantteooria,b-lainet,c-kvant,d-laine-ja kvant,e-lainet 8.)Antud:E=5*10-19J,c=3*108m/s,m=?,Lahendus:E=mc2 m=E/c2,m=...0,6*10-35kg. 9.)A=h*fp=h*c/p,Antud:A=2,9*10-19J,h=6,6*10-34J*s,c=3,108m/s,Lahendus:p=...6,8*10- 7 =0,68m 10.)Antud:A=2,28eV=3,648*10-19J,Ek=3eV=4,8*10-19J,h=6,6*10-34J*s, f=? ,Lahendus:hf=A+mv2/2,
Seda annavad gaasilised ained madalal rõhul. 9.Mis on neeldumisspekter? Neeldumisspekter on kiirgusspekter nö negatiiv ja näitab milliste lainepikkustega valguslaineid aine neelab. 10.Mis on spektriaal analüüs? Spektraal analüüsiks nimetatakse aine keemilise koostise kindlaks tegemist, kiirgus- või neeldumisspektri järgi. 11.Mis on fotoefekt? Fotoefektiks nimetatakse elektronide väljalöömist ainest valguse toimel. 12.Plancki hüpotees? +valem Planck väitis, et valgus ei kiirgu aatomist lainetena, vaid energiaportsjonite kaupa ehk kvantide kaupa. E=h*f 13.Mis on fotoefekti punapiir? Fotoefekti punapiir on lainepikkus, millest pikemad lained ei ole suutelised ainest elektrone väljalööma. 14.Einsteini fotoefekti käsitlus? +valem mv 2 Einstein väitis, et valguskvant saab neelduda, vaid tervikuna hf = A + 2 15
Pikemate lainete (spektri punases osas) juures ei jätku kvandi energiast elektroni ainest välja löömiseks ja fotoefekti ei teki, siis nimetus kas punane piir või pikalaineline piir. 4. hf = A + mv2/2, kus h on pealelangeva valguse sagedus, kokku hf on valguskvandi energia, mis muutub fotoelektroni antud ainest väljumise tööks A ja energia ülejäägi saab elektron kaasa kineetilise energia mv2/2 näol, kus m on elektroni mass ja v tema kiirus ainest välja tulemisel. 5. Einstein täiendas fotoefekti teooriat. Einstein kasutas valguskvandi mõistet. Tema järgi kvandienergia kulub elektroni väljalöömiseks ning selle liikuma panemiseks. 6. Sisefotoefekti puhul ei löö valgus elektrone välja, vaid vabastab nad oma aatomite küljest. Välisfotoefekt seisneb ainest (peamiselt metallist) elektronide väljalöömises valguse abil. Välisfotoefekti kasutatakse valguse mõõtmise seadmetes: fotoelemendid, fotoelektronkordistid
annaabi.ee 
