zewnętrzny efekt fotoelektryczny
DESCRIPTION
Zewnętrzny efekt fotoelektryczny. Maria Potulska. 1. Hipoteza Plancka. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Zewnętrzny efekt fotoelektryczny](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56812c21550346895d9086f1/html5/thumbnails/1.jpg)
Zewnętrzny efekt Zewnętrzny efekt fotoelektryczny.fotoelektryczny.
Maria Potulska
![Page 2: Zewnętrzny efekt fotoelektryczny](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56812c21550346895d9086f1/html5/thumbnails/2.jpg)
Kwant promieniowania elektromagnetycznego (e-m) – najmniejsza porcja energii promieniowania e-m.
E = hּf
1. Hipoteza Plancka.
Później nadano mu nazwę foton lub „cząstka światła”.
W roku 1900 Max Planck rozważając energię ciał rozgrzanych założył, że energia promieniowania cieplnego (e-m) wysyłanego przez ciało jest emitowana w ściśle określonych porcjach, a ich energia jest wprost proporcjonalna do częstotliwości promieniowania e-m wysyłanego przez te ciała.
h = 6,626 × 10-34 J·s
![Page 3: Zewnętrzny efekt fotoelektryczny](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56812c21550346895d9086f1/html5/thumbnails/3.jpg)
Emisja cząstek z pewnej klasy materiałów pod wpływem promieniowania e-m
ZEF – emisja fotoelektronów z powierzchni ciała do próżni
2. Efekt fotoelektryczny.
http://pl.wikipedia.org/wiki/Grafika:Photoelectric_effect.png
Gazy - fotojonizacja
Ośrodki skondensowane
Metale - przewodnik
i
![Page 4: Zewnętrzny efekt fotoelektryczny](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56812c21550346895d9086f1/html5/thumbnails/4.jpg)
(ZEF - Zewnętrzny efekt fotoelektryczny.)
Heinrich HertzHeinrich Hertz (1886) – potwierdzenie dośw. istnienia fal e-m, przewidzianych przez Maxwella w 1865 roku (UV, kulki cynkowe w iskierniku) http://galileo.phys.virginia.edu/classes/252/photoelectric_effect.html
3. Historia odkrycia ZEF.
![Page 5: Zewnętrzny efekt fotoelektryczny](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56812c21550346895d9086f1/html5/thumbnails/5.jpg)
Eksperyment Hertza
pozwolił na
doświadczalne ustalenie
podstawowych właściwości
efektu fotoelektrycznego.
![Page 6: Zewnętrzny efekt fotoelektryczny](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56812c21550346895d9086f1/html5/thumbnails/6.jpg)
Rok 1905 – „Annalen der Physik” Albert Einstein.
„O pewnym heurystycznym podejściu dotyczącym zjawiska emisji i przemian światła” -
Albert EinsteinAlbert EinsteinWykorzystał i rozszerzył wprowadzoną przez Maxa Plancka ideę kwantów (en.
ciał rozgrzanych jest emitowana i pochłaniana w porcjach).
4. Artykuł Einsteina.
![Page 7: Zewnętrzny efekt fotoelektryczny](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56812c21550346895d9086f1/html5/thumbnails/7.jpg)
Natężenie prądu fotoelektrycznego jest wprost proporcjonalne do natężenia padającego prom. e-m.
Maksymalna energia kinetyczna oraz prędkość fotoelektronów nie zależą od natężenia światła (zal. od częstości)
Nie występuje zauważalne opóźnienie w emisji fotoelektronu (nawet, jeśli pada tylko niewielka ilość fotonów)
czas między pochłonięciem fotonu a emisją fotoel. < 10-10s
Artykuł: „Dziedzictwo berneńskiego referenta” – Świat Nauki, październik 2004.
Istnieje częstość graniczna poniżej której nie występuje ZEF
5. Fakty doświadczalne ZEF:
![Page 8: Zewnętrzny efekt fotoelektryczny](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56812c21550346895d9086f1/html5/thumbnails/8.jpg)
EF powinien zachodzić dla każdej częstotliwości światła.
jeżeli wiązka promieniowania jest dostatecznie słaba = można zaobserwować mierzalne opóźnienie
Energia elektronów emitowanych powinna rosnąć wraz ze wzrostem natężenia fali światła
Według teorii klasycznej (falowej):
![Page 9: Zewnętrzny efekt fotoelektryczny](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56812c21550346895d9086f1/html5/thumbnails/9.jpg)
ROZWÓJ FIZYKI KWANTOWEJ TEORIA
EINSTEINA
Tego nie dało się wyjaśnić na podstawie fizyki klasycznej !!!
![Page 10: Zewnętrzny efekt fotoelektryczny](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56812c21550346895d9086f1/html5/thumbnails/10.jpg)
Wiązka światła składa się z „cząstek”
E = h ּf h = 6,626 × 10-34 J·s
Ef = h ּf ≥ W
Einstein stwierdził, że aby ZEF zachodził:
Według teorii kwantowej:
W – praca wyjścia
![Page 11: Zewnętrzny efekt fotoelektryczny](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56812c21550346895d9086f1/html5/thumbnails/11.jpg)
Praca wyjścia W
Najmniejsza energia jaka musi zostać dostarczona do ciała (metalu) aby z jego powierzchni można było uwolnić elektron.
W = h ּfg
fg – częstotliwość graniczna (poniżej tej częstotliwości nie zachodzi ZEF dla danego metalu)
![Page 12: Zewnętrzny efekt fotoelektryczny](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56812c21550346895d9086f1/html5/thumbnails/12.jpg)
Częstotliwość graniczna fg
h
Wgf
Długofalowy próg czułości g
Wfgg
hcc
Częstotliwość graniczna fg:
![Page 13: Zewnętrzny efekt fotoelektryczny](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56812c21550346895d9086f1/html5/thumbnails/13.jpg)
Jeżeli Ef > W, to:
2
2maxmv
Wfh
Energia kinetyczna =
energia najszybszych fotoelektronów.
Opóźnienia emisji nie obserwujemy – ilość fotoelektronów jest
proporcjonalna do ilości fotonów
6. Wzór Einsteina – Millikana:
![Page 14: Zewnętrzny efekt fotoelektryczny](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56812c21550346895d9086f1/html5/thumbnails/14.jpg)
Zależność max energii kinetycznej od częstotliwości.
![Page 15: Zewnętrzny efekt fotoelektryczny](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56812c21550346895d9086f1/html5/thumbnails/15.jpg)
4. Fotokomórki i ich charakterystyki
![Page 16: Zewnętrzny efekt fotoelektryczny](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56812c21550346895d9086f1/html5/thumbnails/16.jpg)
Ze względu na wypełnienie: próżniowe gazowe
Ze względu na zastosowanie na serie: techniczną pomiarową specjalną
Podział fotokomórek:
![Page 17: Zewnętrzny efekt fotoelektryczny](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56812c21550346895d9086f1/html5/thumbnails/17.jpg)
Charakterystyka prądowo – napięciowa.
Charakterystyki fotokomórek:
![Page 18: Zewnętrzny efekt fotoelektryczny](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56812c21550346895d9086f1/html5/thumbnails/18.jpg)
Charakterystyka prądowo – napięciowa.
Zależność od natężenia
![Page 19: Zewnętrzny efekt fotoelektryczny](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56812c21550346895d9086f1/html5/thumbnails/19.jpg)
Charakterystyka prądowo – napięciowa.
Zależność od częstości
![Page 20: Zewnętrzny efekt fotoelektryczny](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56812c21550346895d9086f1/html5/thumbnails/20.jpg)
Schemat układu pomiarowego.
5. Przedstawienie stanowiska pomiarowego.
![Page 21: Zewnętrzny efekt fotoelektryczny](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56812c21550346895d9086f1/html5/thumbnails/21.jpg)
Zdjęcie stanowiska.
![Page 22: Zewnętrzny efekt fotoelektryczny](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56812c21550346895d9086f1/html5/thumbnails/22.jpg)
Zdjęcia stanowiska.
Źródło światła – lampa ksenonowa
Monochromator
Fotokomórka próżniowa w obudowie
Zestaw soczewek
![Page 23: Zewnętrzny efekt fotoelektryczny](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56812c21550346895d9086f1/html5/thumbnails/23.jpg)
Pytania?
![Page 24: Zewnętrzny efekt fotoelektryczny](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062321/56812c21550346895d9086f1/html5/thumbnails/24.jpg)
Dziękuję za uwagę.