Физика. 11 класс

Урок 22. Фотоэффект

Законы фотоэффекта

Фотоэффект

Необходимо запомнить

ВАЖНО!

Гипотеза Макса Планка формулируется следующим образом: атомы испускают электромагнитную энергию не непрерывно, а отдельными квантами (порциями). Энергия каждой порции $E = hν$, где $h$ = 6,63 $\cdot 10^{-34} Дж \cdot с$ – постоянная Планка.

Квантовая физика – раздел теоретической физики, в котором изучаются квантово-механические и квантово-полевые системы и законы их движения.

В 1886 году немецкий физик Герц обнаружил явление электризации металлов при их освещении.

Явление вырывания электронов из вещества под действием света называется внешним фотоэлектрическим эффектом.

Законы фотоэффекта были установлены в 1888 году профессором Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова Александром Григорьевичем Столетовым.

Первый закон фотоэффекта: фототок насыщения – максимальное число фотоэлектронов, вырываемых из вещества за единицу времени, – прямо пропорционален интенсивности падающего излучения.

Величина фототока насыщения, определяемая максимальным числом фотоэлектронов, вырываемых из вещества за единицу времени, прямо пропорциональна интенсивности падающего на вещество излучения.

Второй закон фотоэффекта: максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего излучения и линейно возрастает с увеличением частоты падающего излучения.

Третий закон фотоэффекта: для каждого вещества существует граничная  такая, что излучение меньшей частоты не вызывает фотоэффекта, какой бы ни была интенсивность падающего излучения. Эта минимальная частота излучения называется красной границей фотоэффекта.

$hν_{min} = A_в$; $ν_{min} = \frac {A_в}{h}$; $\lambda_{кр} = \frac {ch}{A_в}$

Работа выхода – это минимальная энергия, которую надо сообщить электрону, чтобы он покинул металл.

Задерживающее напряжение – минимальное обратное напряжение между анодом и катодом, при котором фототок равен нулю.

Максимальная кинетическая энергия электронов выражается через задерживающее напряжение:

$E_{k}^{max}=\frac {m_e v _{m}^{2}} {2}$; $E_{k}^{max}=eU_3$.

Теорию фотоэффекта на основе квантовых представлений разработал Альберт Эйнштейн. Уравнение фотоэффекта Эйнштейна:

$h\nu=A_в+\frac {m_e v _{m}^{2}} {2}$

Фотоэффект бывает внешним и внутренним.

Лабораторная работа «Исследование законов фотоэффекта»

Александр Григорьевич Столетов

Выдающийся русский физик Александр Григорьевич Столетов родился 29 июля (10 августа по новому стилю) 1839 года в городе Владимире, в многодетной семье купца Григория Михайловича Столетова.

Начальное образование А.Г. Столетов получил в семье под руководством матери – Александры Васильевны. В 1856 году с золотой медалью окончил Владимирскую гимназию, а в 1860 г. – университет с отличием. Осенью 1861 года Столетов успешно сдал экзамен на звание магистра физики, но защиту докторской диссертации пришлось отложить: летом 1862 года А.Г. Столетов отправляется в заграничную командировку как наиболее достойный и многообещающий кандидат.

За границей Столетов пробыл три года, упорно изучая физику в университетах Гейдельберга, Геттингена и Берлина. Впоследствии Густав Кирхгоф называл Столетова самым талантливым своим учеником.

В конце 1865 г. Столетов возвращается в Россию и начинает деятельность преподавателя математической физики и физической географии в Московском университете. В мае 1869 г. А.Г. Столетов блестяще защитил магистерскую диссертацию, посвящённую проблеме «общей задачи электростатики», и был утверждён в звании доцента.

Столетов создал собственную физическую лабораторию при университете и физический кружок – прообраз школы Столетова.

В 1874 году его приглашают на торжества по поводу открытия физической лаборатории при Кембриджском университете, а в 1881 г. он представляет российскую науку на I Всемирном конгрессе электриков в Париже. На конгрессе Столетов делает доклад о результатах своих исследований по определению коэффициентов пропорциональности между электростатическими и электромагнитными единицами. По его предложению была утверждена единица электрического сопротивления – ом, а также эталон сопротивления.

В 1888 г. Столетов начинает исследование фотоэффекта, открытого за год до этого Герцем. Двухлетние исследования принесли учёному мировую известность.

А. Г. Столетов умер 16 (28) мая 1896 года от воспаления лёгких.

Предметы

По алфавиту По предметным областям

Классы

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
angle-skew-bottom mix-copy next-copy-2 no-copy step-1 step-2 step-3 step-4 step-5 step-6 step-6