Фотоэффект Скачать
презентацию
<<  Явление фотоэффекта Энергия фотоэффекта  >>
Эффект
Эффект
Домашнее задание
Домашнее задание
График зависимости
График зависимости
Открытие фотоэффекта
Открытие фотоэффекта
Внешний фотоэффект
Внешний фотоэффект
Наблюдение фотоэффекта
Наблюдение фотоэффекта
Ультрафиолетовые лучи
Ультрафиолетовые лучи
Явление испускания электронов
Явление испускания электронов
Столетов Александр Григорьевич
Столетов Александр Григорьевич
Схема экспериментальной установки
Схема экспериментальной установки
Зависимость
Зависимость
Физический смысл
Физический смысл
Анализ вольт-амперной характеристики
Анализ вольт-амперной характеристики
Сила тока
Сила тока
Масса электрона
Масса электрона
Сформулируйте гипотезы
Сформулируйте гипотезы
Зависимость числа выбитых электронов от светового потока
Зависимость числа выбитых электронов от светового потока
Закон фотоэффекта
Закон фотоэффекта
Исследовать изменение
Исследовать изменение
Влияние спектрального состава света
Влияние спектрального состава света
Кинетическая энергия
Кинетическая энергия
Указанное исследование
Указанное исследование
Красная граница фотоэффекта
Красная граница фотоэффекта
Материал фотокатода
Материал фотокатода
Законы фотоэффекта
Законы фотоэффекта
Волновая теория света
Волновая теория света
Идея Эйнштейна
Идея Эйнштейна
Уравнение Эйнштейна
Уравнение Эйнштейна
Работа выхода
Работа выхода
Доказательство законов фотоэффекта
Доказательство законов фотоэффекта
Кинетическая энергия фотоэлектронов
Кинетическая энергия фотоэлектронов
Минимальная частота света
Минимальная частота света
Щелочные металлы
Щелочные металлы
Определение постоянной Планка
Определение постоянной Планка
Повторение
Повторение
Задачи
Задачи
Тесты
Тесты
Слайды из презентации «Законы фотоэффекта» к уроку физики на тему «Фотоэффект»

Автор: VEF. Чтобы увеличить слайд, нажмите на его эскиз. Чтобы использовать презентацию на уроке, скачайте файл «Законы фотоэффекта.ppt» бесплатно в zip-архиве размером 2449 КБ.

Скачать презентацию

Законы фотоэффекта

содержание презентации «Законы фотоэффекта.ppt»
СлайдТекст
1 Эффект

Эффект

Фото-.

Электрический

Эффект

© В.Е. Фрадкин 2004

Из коллекции www.eduspb.com

2 Домашнее задание

Домашнее задание

Г.Н.Степанова, Физика 11(1), § 22,23 Знать: Способы наблюдения фотоэффекта, Физическую суть явления, Цель опытов А.Г.Столетова, схему установки и назначение деталей, Вид графика зависимости I(U) и смысл характерных точек, Законы фотоэффекта, Свойства фотоэффекта, которые не могут быть объяснены волновой теорией, Уравнение Эйнштейна, Смысл работы выхода электронов.

Из коллекции www.eduspb.com

3 График зависимости

График зависимости

Домашнее задание.

Г.Н.Степанова, Физика 11(1), § 22,23 Уметь: анализировать график зависимости I(U), объяснять наличие тока насыщения, законы фотоэффекта на основе уравнения Эйнштейна, объяснять смысл запирающего напряжения, объяснять смысл уравнение Эйнштейна.

Из коллекции www.eduspb.com

4 Открытие фотоэффекта

Открытие фотоэффекта

Фотоэлектрический эффект был открыт в 1887 году немецким физиком и в 1888–1890 годах экспериментально исследован А. Г. Столетовым. Наиболее полное исследование явления фотоэффекта было выполнено Ф. Ленардом в 1900 г.

Г. Герцем

Из коллекции www.eduspb.com

5 Внешний фотоэффект

Внешний фотоэффект

Опыт Г. Герца (1888 г.): при облучении ультрафиолетовыми лучами электродов, находящихся под высоким напряжением, разряд возникает при большем расстоянии между электродами, чем без облучения.

Из коллекции www.eduspb.com

6 Наблюдение фотоэффекта

Наблюдение фотоэффекта

1. Цинковую пластину, соединенную с электроскопом, заряжают отрицательно и облучают ультрафиолетовым светом. Она быстро разряжается. Если же ее зарядить положительно, то заряд пластины не изменится.

Из коллекции www.eduspb.com

7 Ультрафиолетовые лучи

Ультрафиолетовые лучи

Наблюдение фотоэффекта:

2. Ультрафиолетовые лучи, проходящие через сетчатый положительный электрод, попадают на отрицательно заряженную цинковую пластину и выбивают из нее электроны, которые устремляются к сетке, создавая фототок, регистрируемый чувствительным гальванометром.

Из коллекции www.eduspb.com

8 Явление испускания электронов

Явление испускания электронов

Внешний фотоэффект.

Фотоэффект - явление испускания электронов с поверхности металла под действием света. Т.е. свет выбивает (вырывает) электроны из металла.

Из коллекции www.eduspb.com

9 Столетов Александр Григорьевич

Столетов Александр Григорьевич

(1839-1896).

Количественные закономерности фотоэффекта были установлены А.Г.Столетовым (1888—1889).

Русский физик, научные работы посвящены электромагнетизму, оптике, молекулярной физике, философским вопросам науки. Впервые показал, что при увеличении намагничивающего поля, магнитная восприимчивость железа сначала возрастает, а затем падает, проходя через максимум, осуществил ряд экспериментов для определения величины отношения электромагнитных и электростатических величин, получил значение, близкое к значению скорости света (1876г.). В 1888-90г. выполнил цикл работ по исследованию явления внешнего фотоэффекта, создал первый фотоэлемент (1888г.), является основоположником количественных методов исследования фотоэффекта, изучал несамостоятельный газовый разряд, исследовал критическое состояние вещества, многое сделал для развития физики в России. В 1872г создал первую физическую лабораторию и исследовательский институт при Московском университете.

Из коллекции www.eduspb.com

10 Схема экспериментальной установки

Схема экспериментальной установки

для изучения фотоэффекта.

Из коллекции www.eduspb.com

11 Зависимость

Зависимость

План исследования:

Получить зависимость I(U). Выяснить физический смысл характерных точек; Исследовать изменение I(U) при различных значениях светового потока. Исследовать изменение I(U) при освещении светом различного спектрального состава. Исследовать изменение I(U) для разного материала катода

Из коллекции www.eduspb.com

12 Физический смысл

Физический смысл

Задание 1. Получить зависимость I(U). Выяснить физический смысл характерных точек.

Сформулируйте гипотезы по результатам наблюдений. Не забудьте учесть, что вы уже знаете, что такое фотоэффект.

Установите синий или зеленый светофильтр. Изменяя напряжение, рассмотрите получающуюся вольтамперную характеристику. 1. Наблюдается ли ток при U=0? 2. Что происходит с силой тока при дальнейшем увеличении напряжения? 3. Что происходит при смене полярности?

Для запуска нажмите на рисунок.

Из коллекции www.eduspb.com

13 Анализ вольт-амперной характеристики

Анализ вольт-амперной характеристики

Начиная с некоторого значения напряжения сила тока в цепи перестает изменяться, достигнув насыщения.

Сила тока насыщения прямо пропорциональна числу электронов, выбитых светом за 1 с с поверхности катода:

При следовательно выбитые электроны обладают кинетической энергией.

Из коллекции www.eduspb.com

14 Сила тока

Сила тока

Анализ вольт-амперной характеристики.

При таком значении напряжения сила тока в цепи анода равна нулю.

Напряжение запирания (запирающее напряжение)

При U > Uз в результате облучения электроны, выбитые из электрода, могут достигнуть противоположного электрода и создать некоторый начальный ток.

Из коллекции www.eduspb.com

15 Масса электрона

Масса электрона

Анализ вольт-амперной характеристики.

Согласно закону сохранения энергии

Где m - масса электрона, а ?max - максимальная скорость фотоэлектрона.

Из коллекции www.eduspb.com

16 Сформулируйте гипотезы

Сформулируйте гипотезы

Задание 2. Исследовать изменение I(U) при различных значениях светового потока.

Сформулируйте гипотезы по результатам наблюдений. Не забудьте учесть, что вы уже знаете, что такое фотоэффект.

Не изменяя частоту света, поменяйте мощность излучения (световой поток). Как изменяется ВАХ? 1. Что происходит с током насыщения? 2. Что происходит с запирающим напряжением?

Для запуска нажмите на рисунок.

Из коллекции www.eduspb.com

17 Зависимость числа выбитых электронов от светового потока

Зависимость числа выбитых электронов от светового потока

Световой поток, падающий на фотокатод увеличивается, а его спектральный состав остается неизменным: Ф2 > Ф1

Сила тока насыщения и, следовательно, число выбитых светом за 1 с электронов увеличивается: Iнас,2>Iнас,1 Значение запирающего напряжения не меняется!

Из коллекции www.eduspb.com

18 Закон фотоэффекта

Закон фотоэффекта

Первый закон фотоэффекта.

Фототок насыщения пропорционален световому потоку, падающему на металл. или Количество фотоэлектронов, выбиваемых светом с поверхности металла за 1 с, прямо пропорционально поглощаемой за это время энергии световой волны.

Из коллекции www.eduspb.com

19 Исследовать изменение

Исследовать изменение

Сформулируйте гипотезы по результатам наблюдений.

Задание 3. Исследовать изменение I(U) при освещении светом различного спектрального состава.

Последовательно меняйте светофильтры. 1. При любой ли длине волны (частоте) падающего света наблюдается фотоэффект? Чему равно запирающее напряжение при минимальной частоте (максимальной длине волны? 2. Как меняется запирающее напряжение при увеличении частоты? 3. Как меняется ток насыщения при увеличении частоты?

Для запуска нажмите на рисунок.

Из коллекции www.eduspb.com

20 Влияние спектрального состава света

Влияние спектрального состава света

При частоте ? = ?min запирающее напряжение равно нулю. При частоте ? < ?min фотоэффект отсутствует.

Если частоту света увеличить, то при неизменном световом потоке запирающее напряжение увеличивается, а, следовательно, увеличивается и кинетическая энергия фотоэлектронов.

Из коллекции www.eduspb.com

21 Кинетическая энергия

Кинетическая энергия

Второй закон фотоэффекта:

Кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой света не зависит от интенсивности падающего света.

Из коллекции www.eduspb.com

22 Указанное исследование

Указанное исследование

Задание 4. Исследовать изменение I(U) для разного материала катода.

Можно ли в рамках данной компьютерной модели провести указанное исследование?

Сформулируйте свою гипотезу по данной проблеме. На чем она базируется?

Из коллекции www.eduspb.com

23 Красная граница фотоэффекта

Красная граница фотоэффекта

При ? < ?min ни при какой интенсивности волны падающего на фотокатод света фотоэффект не произойдет. Т.к. , то минимальной частоте света соответствует максимальная длина волны.

Т.к длина волны больше у красного цвета, то максимальную длину волны (минимальную частоту), при которой еще наблюдается фотоэффект, назвали красной границей фотоэффекта.

Из коллекции www.eduspb.com

24 Материал фотокатода

Материал фотокатода

Третий закон фотоэффекта.

Заменяя в приборе материал фотокатода, Столетов установил, что красная граница фотоэффекта является характеристикой данного вещества. Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, т. е. существует наименьшая частота ?min , при которой еще возможен фотоэффект.

Из коллекции www.eduspb.com

25 Законы фотоэффекта

Законы фотоэффекта

Количество фотоэлектронов, выбиваемых светом с поверхности металла за 1 с, прямо пропорционально поглощаемой за это время энергии световой волны. Кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой света не зависит от интенсивности падающего света. Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, т. е. существует наименьшая частота ?min , при которой еще возможен фотоэффект. Фотоэффект практически безынерционен, фототок возникает мгновенно после начала освещения катода при условии, что частота света ? > ?min.

Из коллекции www.eduspb.com

26 Волновая теория света

Волновая теория света

Что не могла объяснить волновая теория света:

Безынерционность фотоэффекта. В волновой модели: электрон при взаимодействии с электромагнитной световой волной постепенно накапливает энергию, и только через значительное время вылетит из катода. Как показывают расчеты, это время должно было бы исчисляться минутами или часами. Существование красной границы фотоэффекта. В волновой модели: необходимую энергию можно накопить при любой энергии волны. Независимость энергии фотоэлектронов от интенсивности светового потока. Пропорциональность максимальной кинетической энергии частоте света.

Из коллекции www.eduspb.com

27 Идея Эйнштейна

Идея Эйнштейна

(1905 г.).

Свет имеет прерывистую дискретную структуру. Электромагнитная волна состоит из отдельных порций – квантов, впоследствии названных фотонами. Квант поглощается электроном целиком. Энергия кванта передается электрону. (Один фотон выбивает один электрон.) Энергия каждого фотона определяется формулой Планка W = E = h?, где h – постоянная Планка.

Из коллекции www.eduspb.com

28 Уравнение Эйнштейна

Уравнение Эйнштейна

На основании закона сохранения энергии: Смысл уравнения Эйнштейна: энергия кванта тратится на работу выхода электрона из металла и сообщение электрону кинетической энергии. В этом уравнении: ? - частота падающего света, m - масса электрона (фотоэлектрона), ? - скорость электрона, h - постоянная Планка, A - работа выхода электронов из металла.

Из коллекции www.eduspb.com

29 Работа выхода

Работа выхода

Работа выхода - это характеристика материала (табличная величина см. стр. 112 учебника). Она показывает, какую работу должен совершить электрон, чтобы преодолеть поверхностную разность потенциалов и выйти за пределы металла. Работа выхода обычно измеряется в электронвольтах (эВ).

Из коллекции www.eduspb.com

30 Доказательство законов фотоэффекта

Доказательство законов фотоэффекта

Число фотонов Nф равно числу электронов Nэ. Энергия монохроматического света Следовательно,

Количество фотоэлектронов, выбиваемых светом с поверхности металла за 1 с, прямо пропорционально поглощаемой за это время энергии световой волны.

Из коллекции www.eduspb.com

31 Кинетическая энергия фотоэлектронов

Кинетическая энергия фотоэлектронов

Доказательство законов фотоэффекта.

Кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой света не зависит от интенсивности падающего света.

Из уравнения Эйнштейна:

Из коллекции www.eduspb.com

32 Минимальная частота света

Минимальная частота света

Доказательство законов фотоэффекта.

Минимальная частота света соответствует Wк=0, то или .

Эти формулы позволяют определить работу выхода A электронов из металла.

Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, т. е. существует наименьшая частота ?min, при которой еще возможен фотоэффект.

Из коллекции www.eduspb.com

33 Щелочные металлы

Щелочные металлы

Работа выхода.

Среди металлов наименьшей работой выхода обладают щелочные металлы. Например, у натрия A = 1,9 эВ, что соответствует красной границе фотоэффекта ?кр ? 680 нм. Поэтому соединения щелочных металлов используют для создания катодов в фотоэлементах, предназначенных для регистрации видимого света.

Из коллекции www.eduspb.com

34 Определение постоянной Планка

Определение постоянной Планка

Как следует из уравнения Эйнштейна, тангенс угла наклона прямой, выражающей зависимость запирающего потенциала Uз от частоты ?, равен отношению постоянной Планка h к заряду электрона e:

Это позволяет экспериментально определить значение постоянной Планка. Такие измерения были выполнены Р. Милликеном (1914 г.) и дали хорошее согласие со значением, найденным Планком.

Из коллекции www.eduspb.com

35 Повторение

Повторение

Внимательно посмотрите фильм. Приготовьтесь отвечать на вопросы, связанные с физическим смыслом явления фотоэффекта, описывающих его законов, входящих в них величин. Подумайте: где и для чего мы используем явление фотоэффекта.

Из коллекции www.eduspb.com

36 Задачи

Задачи

Задачи из «Открытой Физики 2.5»

Из коллекции www.eduspb.com

37 Тесты

Тесты

Тесты из «Открытой Физики 2.5»

Из коллекции www.eduspb.com

«Законы фотоэффекта»
http://900igr.net/prezentatsii/fizika/Zakony-fotoeffekta/Zakony-fotoeffekta.html
cсылка на страницу
Урок

Физика

133 темы
Слайды
Презентация: Законы фотоэффекта.ppt | Тема: Фотоэффект | Урок: Физика | Вид: Слайды
900igr.net > Презентации по физике > Фотоэффект > Законы фотоэффекта.ppt