Download - Digitální učební materiál
![Page 1: Digitální učební materiál](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022110210/56812b04550346895d8ee68c/html5/thumbnails/1.jpg)
Autor: Ing. Jiří Šťastný
Předmět/vzdělávací oblast: Fyzika
Tematická oblast: Optika
Téma: Fotoelektrický jev
Ročník: 4.
Datum vytvoření: Únor 2014
Název: VY_32_INOVACE_07.2.19.FYZ
Anotace:
Princip a využití fotoelektrického jevu. Učební materiál slouží jako inovativní prezentační doplněk výuky a využívá aktivizujících možností multimediálních prostředků včetně hypertextových odkazů. Závěrečné kontrolní otázky zvyšují interaktivitu výuky a podporují samostatné myšlení žáků. Multimediální výuka svou přehledností a názorností podporuje zájem a aktivitu i u slabších žáků.
Metodický pokyn:
Prezentace primárně slouží pro výklad v hodině, ale může být využita i k samostudiu a pro distanční formu vzdělávání. Otázky na konci tématu ověřují, jak žáci danou problematiku zvládli, a po vytištění je lze použít i pro písemné ověření jejich znalostí. Materiál vyžaduje použití multimediálních prostředků – PC a dataprojektoru.
![Page 2: Digitální učební materiál](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022110210/56812b04550346895d8ee68c/html5/thumbnails/2.jpg)
Fotoelektrický jev - podstata• Fotoelektrický jev nastává při působení
elektromagnetického záření a látky.
• Energie záření je předávána elektronům v látce.
• Fotoelektrický jev pozorujeme hlavně u pevných látek (kovů a polovodičů).
• Při vnějším fotoelektrickém jevu se působením záření uvolňují elektrony, které unikají z látky. Nastává fotoemise elektronů.
![Page 3: Digitální učební materiál](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022110210/56812b04550346895d8ee68c/html5/thumbnails/3.jpg)
Vnitřní fotoelektrický jev• Uvolněné elektrony setrvávají v látce a
zvyšují její vodivost.
• U polovodičů je fotoelektrický jev příčinou generace párů elektron – díra.
• Využití nachází například ve fotodiodě: světlo dopadá na přechod PN, předá energii elektronu ve valenční vrstvě atomu, elektron atom opustí a vznikne díra (pár elektron – díra).
![Page 4: Digitální učební materiál](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022110210/56812b04550346895d8ee68c/html5/thumbnails/4.jpg)
Vnější fotoelektrický jev
• Pozorujeme jej především u kovů. Při dopadu světla na povrch kovu z něj vystupují elektrony.
• Využíval se u fotonek, kde z ozářené katody (připojené k zápornému pólu zdroje) vyletovaly elektrony k anodě a obvodem procházel malý proud (fotoproud).
![Page 5: Digitální učební materiál](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022110210/56812b04550346895d8ee68c/html5/thumbnails/5.jpg)
Zákony vnějšího fotoefektu
1. Pro každý kov existuje jistá mezní frekvence, není-li překročena, jev nenastává.
2. Při překročení mezní frekvence je počet uvolněných elektronů úměrný intenzitě záření dopadajících na fotokatodu.
3. Energie fotoelektronů je přímo úměrná frekvenci záření.
![Page 6: Digitální učební materiál](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022110210/56812b04550346895d8ee68c/html5/thumbnails/6.jpg)
Einsteinova teorie fotoel. jevu
Rovnice fotoelektrického jevu:
představuje kvantum energie
se nazývá výstupní práce (energie potřebná k uvolnění elektronu)
je kinetická energie elektronu po opuštění materiálu
![Page 7: Digitální učební materiál](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022110210/56812b04550346895d8ee68c/html5/thumbnails/7.jpg)
• Einsteinova rovnice fotoelektrického jevu je jedním ze zápisů zákonu zachování energie.
• Výstupní práce je tím větší, čím pevněji je elektron v kovu vázán.
• Malé energie vyjadřujeme v elektronvoltech (eV).
• Jeden elektronvolt odpovídá J.• Energii jednoho elektronvoltu získá částice
s elementárním nábojem při přechodu mezi místy s potenciálem jednoho voltu.
![Page 8: Digitální učební materiál](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022110210/56812b04550346895d8ee68c/html5/thumbnails/8.jpg)
Souvislosti s rovnicí fotoefektu
• Různé kovy mají různou výstupní práci, nejmenší má Cesium (1,93 eV).
• Uvolnění elektronu se děje okamžitě po dopadu kvanta energie, nepozorujeme žádnou setrvačnost mezi ozářením a vznikem fotoproudu.
• Rychlost elektronu závisí na frekvenci záření.
![Page 9: Digitální učební materiál](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022110210/56812b04550346895d8ee68c/html5/thumbnails/9.jpg)
Kontrolní otázky
• Jaká je podstata fotoelektrického jevu?
• Kdo je autorem objevu fotoelektrického jevu?
• Co říká rovnice fotoelektrického jevu?
![Page 10: Digitální učební materiál](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022110210/56812b04550346895d8ee68c/html5/thumbnails/10.jpg)
Kontrolní otázky-odpovědi
• Jaká je podstata fotoelektrického jevu? Energie záření je předávána elektronům v látce.
• Kdo je autorem objevu fotoelektrického jevu? Albert Einstein.
• Co říká rovnice fotoelektrického jevu?
![Page 11: Digitální učební materiál](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022110210/56812b04550346895d8ee68c/html5/thumbnails/11.jpg)
Použité zdroje:
SVOBODA, Emanuel a kol. Přehled středoškolské fyziky. 3. vyd. Praha: Prometheus, 1996, ISBN 80-7196-116-7.
LEPIL, Oldřich; BEDNAŘÍK, Milan; HÝBLOVÁ, Radmila. Fyzika pro střední školy II. Praha: Prometheus, 2002, ISBN 80-7196-185-X
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Jiří Šťastný.