Enamikel ainetel tekitab fotoefekti UV-valgus, mille lainepikkus jääb vahemikku 5400 nm. Tseesiumil aga nt 680nm.. Tsingil punapiir nt 300 nm 6 Fotoefekti rakendusi Fotoefekti kasutatakse: Automaatikas Telemehaanikas Toodete kvaliteedi kontrollimisel Fotograafias Sisefotoefekti kasutatakse: Fototakistites Fotodioodides Päikesepatareides 7 Mis on sisefotoefekt? Fotoefekt ehk sisefotoefekt on välisfotoefektiga sarnane nähtus, ent "vabanenud" elektronid vabanevad vaid aatomite küljest, jäädes ainesse. Seetõttu saavad nad vabalt aines liikuda, mille tõttu väheneb aine takistus. 8 Kasutatud kirjandus Peets G. ,,Materjale füüsika elementaarkursuse kordamiseks", Tallinn, Valgus, 1984, 124 lk. Kabardin O
Kordamine - kvantoptika 1. ,,E" tähistab footoni energiat, ,,h" Plancki konstanti ja ,,f" valguskvandi sagedust. Planck'i konstant (tähis h) on füüsikaline konstant kvantmehaanikas, mis iseloomustab kvantide suurust. 2. Fotoefektiks nimetatakse elektronide väljalöömist ainest (metallist, pooljuhist) valguse toimel. 3. Fotoefekti punapiir piirsagedus või lainepikkus, mille puhul footoni energia on võrdne elektorni väljumistööga. Sellest väiksema sageduse korral fotoefekti ei toimu. 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 ...
Kavantoptika Optkia uurib valguseid ja muid kiirguseid. Kvatoptika uurib valguse kvantide omadusi. Peale kvantoptika on veel laineoptika, geomeetrilineoptika, fotomeetria jne. Fotoefekt Tähendab elektroni välja löömist ainest valguskvandi poolt. 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....
KORDAMINE KT 3 1. 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 ...
10. Lainefront on pind ruumis, kus kõik laine punktid võnguvad ühes faasis. 11. Huygensi printsiipi: lainefrondi iga punkt on uue laine allikaks. 12. punane, sinine ja roheline. 13. Valguse dualism: Looduses vastab igale lainele osake ja iga osakesega kaasneb laine. 14. Valguse kvanti nimetatakse footoniks, valgust saab kirjeldada ka osakeste abil, nimelt on olemas valguse osakesed ehk kvandid. 15. välisfotoefektiks nimetatakse elektronide väljalöömist ainest. sisefotoefekt, mille korral valgus lööb elektrone välja keemilistest sidemetest aatomite vahel, aga elektronid ainest ei välju. 16. Difraktsiooniks nimetatakse lainete kandumist teele jäävate tõkete taha. 17. Interferentsiks nimetatakse lainete liitumist, mille tulemusena mõnes kohas lained muutuvad suuremaks (amplituud saab suuremaks kui ühe liituva laine amplituud), teises kohas väiksemaks (amplituud väheneb). 18. Selgendav kate: need vähendavad peegeldunud valguse hulka ja sellega suurendavad
jala pikkusest. Teatud lähenduses võime kasutada matemaatilise pendli perioodi valemit, kus pendli pikkuseks ongi taandatud pikkus. Teades oma jala võnkeperioodi, sammu pikkust, joonistage igaüks välja oma jala omavõnkumiste graafikud ja tehke järeldused. 3. Fotoefekt fotoefektiks nimetatakse elektronide vabastamist aatomist või nende väljumist ainest valguse (elektromagnetkiirguse) mõjul. Fotoefektil on kaks alaliiki sisefotoefekt ja välisfotoefekt. Sisefotoefektil lööb valgus elektroni lahti ainult aatomi küljest. Elektron jääb ainetüki sisemusse, kuid saab nüüd vabalt liikuda. Seevastu välisfotoefektil paiskuvad elektronid ainetükist üldse välja. Fotoefekti abil saab muuta valgusenergiat elektrienergiaks. Seadmeid, mis seda võimaldavad, nimetatakse fotoelementideks. Neid kasutatakse tänapäeval väga laialdaselt, näiteks kaamerates ja optilistes sensorites. Valguse toimest
Valguse ja aine vastastikmõju Lainepikkus Lainepikkus- füüsikas kaugus kahe teineteisele läima samas faasis võnkuva punkti vahel. Võrdne laine levimiskiiruse ja laine sageduse jagatisega. Tähis: lambda (λ ) Heli sagedus Helid võivad olla nii madalad kui ka kõrged. Heli sagedus- näitab, mitu täisvõnget sooritab õhuosake ühe sekundi jooksul. Tähis: f Mõõdetakse hertsides. Helikiirus on võrdne sageduse ja lainepikkuse korrutisega. Kontrollküsimused: 1.Milline tingimus peab olema täidetud, et valgust võiks vaadelda kiirtena? Vastus: tõkked on palju suuremad kui lainepikkus. 2.Missugune nendest põhimõtetest või seadustest ei ole sobilik geomeetrilise optika lähenduses? Vastus: valguse dualism Valguse peegeldumine Kujutis tekib tasapeegli taha. Näiv kujutis tekib peegli taha samale ...
Dielektrikud täielikult täidetud ja päris tühjad energiatsoonid ning keelutsooni ala on piisavalt lai (5 eV) Pooljuhid keelutsoon on kitsas (1-3 eV), elektrontsoonid on täielikult täidetud või tühjad 8. Pooljuhi elektrijuhtivust saab suurendada, kui tõsta temperatuuri (juhtivustsooni satub rohkem elektrone ja valentstsooni jääb ka rohkem auke) või neid valgustada (footonite energia peab ületama keelutsooni energia sisefotoefekt ehk fotojuhtivus) 9. Lisandjuhtivus, doonor- ja akseptorlisand Lisandjuhtivus pooljuhtide lisanditest tingitud elektrijuhtivus Doonorlisand pooljuhi võres olev lisand loovutab elektroni (n-pooljuht) Aktseptorlisand pooljuhi võres olev lisand loovutab ,,auke" (p-pooljuht) Doonornivoo keelutsoonis asetsev elektronidega täidetud nivoo, kust elektronid saavad minna juhtivus- või valentstsooni
ta võib sealt lahkuda. Footon teebki sel juhul väljumistöö A. Fotoefekti punapiir. Einsteini võrrandist on näha, et fotoefekt saab esineda vaid juhul kui h·f > 0, st kui footonil jätkub energiat väljalöömise tööks või on seda ülegi. Piirsagedust fp, mille puhul h f p = A , st fotoefekt võib toimuda, nimetatakse fotoefekti punapiiriks või ka pikalainepiiraks. Fotoefekti liike on kolm. Siin esitatut nimetatakse välisfotoefektiks. Esinevad veel ka sisefotoefekt (pooljuhtseadmetes) ja tõkkekihtfotoefekt (päikesepatareides).
Kordamisküsimused 12. kl. füüsika 2. kontrolltööks teemal AATOMI EHITUS. Tean: fotoefekt (sise- ja välis) – elektronide väljalöömine ainest valguse toimel. Sisefotoefekt on niisugune valguse vm elektromagnetkiirguse põhjustatud nähtus, mis tekib tahkes aines, harilikult pooljuhis, kui selles neelduvate footonite energia ületab aine aatomi keelutsooni laiuse. Sisefotoefekti kirjeldavad põhimõisted on fotojuhtivus ja fotogalvaaniline efekt. Sisemises liiguvad footonid aine sees, aga välisel tulevad ainest välja. Kui footonite energia on piisav tekitamaks juhtivuselektrone, mis suudavad
Energia - füüsika arvestus • Energia jäävuse seadus : Energia ei teki ega kao, ta võib vaid muunduda ühest liigist teise ning kanduda ühelt kehalt teisele. • Alalisvoolu mõiste, vahelduvvoolu mõiste. Nende ajalooline olelusvõitlus majapidamisse – kumb jäi peale ning kes seotud oli? : Alalisvool - käib ühtse ringina ; elektrivool, kus laenguosakestel on kindel liikumissuund, mis ei muutu. Vahelduvvool - elektrivool, mille tugevus ja suund perioodiliselt muutuvad (mugav kasutada, kuid raske suurel hulgal salvestada). Olelusvõitlus: Edison (oli alalisvoolu poolt, oli kuulus, hakkas Tesla vastu võitlema ehk tegi vahelduvvoolu nö avalikkuse ees maha, nt hukkas loomi avalikult) ; Tesla (oli vahelduvvoolu poolt, sündis Serbias ja kolis Ameerikasse). Peale jäi vahelduvvool puhtalt füüsikast ja matemaatikast lähtudes. • Alalisvoolu allikaid, vahelduvvoolu allikaid : Alalisvool...
Muutes katoodi materjale leidsi Stoletov, et sama kiirgus sageduse puhul on fotovool erinevate materjalide puhul erinev. -Fotoefekti punane piir sõltub üksnes elektroodi materjalist, ega sõltu kiirguse intensiivsusest Katoodist väljunud elektronide arv on võrdeline valgusvooga. Ik ~ fii Suur osa kvantide energiast läheb valgust neelava aine soojendamiseks ja ainult väike osa fotoelektronidele. Peale käsitletud välisfotoefekti on olemas ka sisefotoefekt, mida täheldatakse dielektrikutes ja pooljuhtides. Siin toimub elektronide ümberpaiknemine valentsitsoonist juhtivustsooni. Esimesel tekib auk-, teisel elektronfotojuhtivus. Sisefotoefektil põhineb nn. fototakistite töötamise põhimõte.Moodustuvate laengukandjate arv on võrdeline langeva valgusvoo suurusega.Fototakisteid kasutatakse fotomeetrias ning paljudes automaatika skeemides. Mõnikümmend järjestikku lülitatud räni pn siiret moodustavad juba nn.päikesepatarei.
Sellest tulenebki nende võime osaliselt elektrit juhtida. 39. Kirjelda aukjuhtivust? Aukjuhtivus on valentsitsooni elektronide võime täita valentstsooni auke, mis on tekkinud elektronide siirdumisel valentstsoonist juhtivustsooni. Näiteks kristallis haarab ioniseeritud aatom kaotatud elektroni asemele naabri oma, see omakorda järgmise jne. auk on positiivse laenguga ja triivib vooluallika negatiivse vooluse poole. 40. Mis on sisefotoefekt ehk fotojuhtivus? Sisefotoefekt ehk fotojuhtivus on täiendavate voolukandjate vabastamine pooljuhis valgustamise abil, aga ainult siis kui footonite energia ületab keelutsooni laiuse. 41. Milline pooljuhi juhtivuse tõstmiseks lisatav lisand on doonor, milline aktseptor? Doonor on pooljuhi elektrone loovutav lisand ja aktseptor on aukjuhtivusega pooljuhi lisand. 42. Mis on transistor ja milleks seda kasutatakse? Transistor on kahe dioodi ühend, kusjuures dioodidel on ühine p-poole või n-poole.
Fotojuhtivus on aine elektrijuhtivuse muutumine optilise kiirguse (elektromagnetkiirguse) toimel. Fotojuhtivust põhjustab elektromagnetkiirguse Elektroonika alused. Teema 4 Optoelektroonika elemendid ja infoesitusseadmed 3 (43) neeldumisega kaasnev elektronide jaotuse muutumine pooljuhis või dielektrikus; p-n siirde olemasolu ei ole siin vajalik. Fotojuhtivusel põhineb näiteks fototakistite töö. Ventiilfotoefekt on sisefotoefekt pn-siirde tõkkekihis, mis avaldub foto- elektromotoorjõu tekkimisena kahe pooljuhi kokkupuutepinna või pooljuhi ja metalli kokkupuutepinna valgustamisel. Ventiilfotoefektil põhineb fotodioodide ja päikesepatareide töö. Välisfotoefekt e. fotoelektroniemissioon on elektronide väljumine ainest elektromagnetkiirguse toimel. Välisfotoefekt on kvantnähtus: selleks et fotoelektron ainest väljuks, peab temas neelduma footon e. valguskvant e. elektromagnetvälja kvant
A. Stoletovi seadused: -valguse toimel eralduvad laengud on negatiivsed. suurim mõju on ultravioletvalgusel. kehast eraldunud laengu suurus on võrdeline neeldunud valgusenergia hulgaga s.o kvantide arvuga. Katoodist väljunud elektronide arv on võrdeline valgusvooga. Ik Ik- elektronide arv - valgusvoog Suur osa kvantide energiast läheb valgust neelava aine soojendamiseks ja ainult väike osa fotoelektronidele.Peale käsitletud välisfotoefekti on olemas ka sisefotoefekt, mida täheldatakse dielektrikutes ja pooljuhtides. Siin toimub elektronide ümberpaigutamine valentsitsoonist juhtivustsooni. Esimesel tekib auk-, teisel elektronfotojuhtivus. Sisefotoefektil põhineb nn. fototakistite töötamise põhimõte. Moodustuvate laengukandjate arv on võrdeline langeva valgusvoo suurusega. Fototakisteid kasutatakse fotomeetrias ning paljudes automaatika skeemides.
pidurduspingega Up. A. Stoletovi seadused: -valguse toimel eralduvad laengud on negatiivsed. suurim mõju on ultravioletvalgusel. kehast eraldunud laengu suurus on võrdeline neeldunud valgusenergia hulgaga s.o kvantide arvuga. Katoodist väljunud elektronide arv on võrdeline valgusvooga. I k Ik- elektronide arv - valgusvoog Suur osa kvantide energiast läheb valgust neelava aine soojendamiseks ja ainult väike osa fotoelektronidele.Peale käsitletud välisfotoefekti on olemas ka sisefotoefekt, mida täheldatakse dielektrikutes ja pooljuhtides. Siin toimub elektronide ümberpaigutamine valentsitsoonist juhtivustsooni. Esimesel tekib auk-, teisel elektronfotojuhtivus. Sisefotoefektil põhineb nn. fototakistite töötamise põhimõte. Moodustuvate laengukandjate arv on võrdeline langeva valgusvoo suurusega. Fototakisteid kasutatakse fotomeetrias ning paljudes automaatika skeemides.
Skalaarid ja vektorid: Suurused, mille määramiseks piisab ainult arvväärtusest nimetatakse skalaarideks. (aeg, mass, inertsmoment). Suurused, mida iseloomustab arvväärtus (moodul) ja suund nimetatakse vektoriteks. (Kiirus, jõud, moment). Tähistatakse sümboli kohal oleva noolega F(noolega) . Tehted nendega: Korrutamine skalaariga - a*Fnoolega =aF(mõlemad noolega) Liitmine - Fnoolega = F1noolega + F2noolega. Skalaarne korrutamine: Kahevektori skalaarkorrutis on skalaar, mis on võrdne nende vektorite moodulite ja nendevahelise nurga cos korrutisega. (V1V2) = v1*v2*cosa, kusjuures v1*v2=v2*v1. Vektoriaalse korrutamise tulemuseks on aga vektor, mis on võrdne vektorite moodulite ja nendevahelise nurga sinusega, siht on risti tasandiga, milles asuvad korrutatavad vektorid ja suund on määratud parema käe kruvi reegliga. [v1*v2]=v1*v2*sina. Ühtlane sirgjooneline liikumine: ühtlane liikumine on keha või masspunkti sirgjooneline liikumine, mille p...
Pooljuhte saab kasutada termoandurites termistorides, mis on eriti tundlikud ja kiire reaktsiooniajaga. Metallides laengukandjate arv ei muutu, kuid kiirenenud soojusliikumine suurendab märgatavalt metalli takistust elektrivoolule. Pooljuhtides korvab laengukandjate lisandumine soojusliku mõju. Pooljuhis tekivad vabad laengukandjad ka valguse toimel. Selleks peab valgustava kiirguse footonite energia ületama keelutsooni laiuse. Joonisel tähistab seda lai punane nool. See on nn. Sisefotoefekt e. fotojuhtivus,mis leiab rakendust fototakistites. Nähtava valguse lainepikkus on vahemikus 400-700nm ja vastavate footonite energia 3,1 1,8 eV. Toodud energiavahemikust piisab siireteks metallide (2-3eV) pooltühjas juhtivustsoonis tasemete vahel. Energia on piisav ka pooljuhi 1eV vahemiku ületamiseks. Küll ei piisa sellest aga dielektrikute 5 10 eV keelutsooni ületamiseks. Vt. Joonis slaidil 45.
Footon teebki sel juhul väljumistöö A. Fotoefekti punapiir. Einsteini võrrandist on näha, et fotoefekt saab esineda vaid juhul kui h·f > 0, st kui footonil jätkub energiat väljalöömise tööks või on seda ülegi. Piirsagedust f p, mille puhul h f p = A , st fotoefekt võib toimuda, nimetatakse fotoefekti punapiiriks või ka pikalainepiiraks. Fotoefekti liike on kolm. Siin esitatut nimetatakse välisfotoefektiks. Esinevad veel ka sisefotoefekt (pooljuhtseadmetes) ja tõkkekihtfotoefekt (päikesepatareides). 5. kursus AINE STRUKTUUR Aatomifüüsika Bohri aatomimudel. 1911 esitas Ernest Rutherford aatomi planetaarse mudeli, millega kaasnesid kohe raskused. 1913 esitas Nils Bohr aatomimudeli, mis osutus vahepealseks üleminekumudeliks mehhanistlikult mudelilt tänapäevasele aatomimudelile. Bohri aatomimudelis on positiivne tuum, nagu Rutherfordi mudeliski, aga elektronid saavad viibida vaid kindlatel, nn statsionaarsetel
Footon teebki sel juhul väljumistöö A. Fotoefekti punapiir. Einsteini võrrandist on näha, et fotoefekt saab esineda vaid juhul kui h·f > 0, st kui footonil jätkub energiat väljalöömise tööks või on seda ülegi. Piirsagedust f p, mille puhul h f p = A , st fotoefekt võib toimuda, nimetatakse fotoefekti punapiiriks või ka pikalainepiiraks. Fotoefekti liike on kolm. Siin esitatut nimetatakse välisfotoefektiks. Esinevad veel ka sisefotoefekt (pooljuhtseadmetes) ja tõkkekihtfotoefekt (päikesepatareides). 5. kursus AINE STRUKTUUR Aatomifüüsika Bohri aatomimudel. 1911 esitas Ernest Rutherford aatomi planetaarse mudeli, millega kaasnesid kohe raskused. 1913 esitas Nils Bohr aatomimudeli, mis osutus vahepealseks üleminekumudeliks mehhanistlikult mudelilt tänapäevasele aatomimudelile. Bohri aatomimudelis on positiivne tuum, nagu Rutherfordi mudeliski, aga elektronid saavad viibida vaid kindlatel, nn statsionaarsetel
Füüsikaline maailmapilt (II osa) Sissejuhatus......................................................................................................................2 3. Vastastikmõjud............................................................................................................ 2 3.1.Gravitatsiooniline vastastikmõju........................................................................... 3 3.2.Elektromagnetiline vastastikmõju..........................................................................4 3.3.Tugev ja nõrk vastastikmõju..................................................................................7 4. Jäävusseadused ja printsiibid....................................................................................... 8 4.1. Energia jäävus.......................................................................................................8 4.2. Impulsi jäävus .............................
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
