Применение корпускулярных свойств света

1.

ПРЕЗЕНТАЦИЯ ПО ФИЗИКЕ НА ТЕМУ:
«ПРИМЕНЕНИЕ КОРПУСКУЛЯРНЫХ СВОЙСТВ
СВЕТА».
ВЫПОЛНИЛА : ЛИФАНОВА АЛЕНА, ГРУППА П-191

2.

ПРИМЕНЕНИЕ ФОТОЭФФЕКТА
• Открытие фотоэффекта имело очень большое значение для
более глубокого понимания природы света. Но ценность науки
состоит не только в том, что она выясняет сложное и
многообразное строение окружающего нас мира, но и в том,
что она дает нам в руки средства, используя которые можно
совершенствовать производство, улучшать условия
материальной и культурной жизни общества.

3.

С ПОМОЩЬЮ
Ф ОТО Э Ф Ф Е К Т
А
« З А ГО В О Р И Л
О» КИНО,
С ТА Л А
В О З М ОЖ Н О Й
П Е Р Е Д АЧ А
Д В И Ж У Щ И ХС
Я
И З О Б РА Ж Е Н И
Й
(ТЕЛЕВИДЕНИ
Е).

4.

ПРИМЕНЕНИЕ
Ф ОТО ЭЛ Е К Т Р
ОННЫХ
ПРИБОРОВ
П О З В ОЛ И Л О
С О ЗД АТ Ь
С ТА Н К И ,
КОТО Р Ы Е Б Е З
У Ч АС Т И Я
ЧЕЛОВЕКА
И З ГОТО В Л Я Ю
Т Д Е ТА Л И П О
ЗАДАННЫМ
ЧЕРТЕЖАМ.

5.

ОСНОВАННЫЕ НА ФОТОЭФФЕКТЕ
П Р И Б О Р Ы КО Н Т Р О Л И Р У Ю Т РА З М Е Р Ы
ИЗДЕЛИЙ ЛУЧШЕ ЧЕЛОВЕКА, ВОВРЕМЯ
ВКЛЮЧАЮТ И ВЫКЛЮЧАЮТ МАЯКИ И
УЛ И Ч Н О Е О С В Е Щ Е Н И Е И Т. П .
ВС Е ЭТО О К А ЗА ЛО С Ь ВО ЗМ ОЖН Ы М
БЛАГОДАРЯ ИЗОБРЕТЕНИЮ ОСОБЫХ
УСТРОЙСТВ — ФОТОЭЛЕМЕНТОВ, В
КО Т О Р Ы Х Э Н Е Р Г И Я С В Е ТА У П РА В Л Я Е Т
Э Н Е РГИ Е Й ЭЛЕ К ТРИ Ч Е С КО ГО ТО К А И ЛИ
П Р Е О Б РА З У Е Т С Я В Н Е Е .

6.

ВАКУУМНЫЕ
ФОТОЭЛЕМЕНТЫ.
Современный вакуумный фотоэлемент представляет
собой стеклянную колбу, часть внутренней поверхности
которой покрыта тонким слоем металла с малой работой
выхода (рис. 11.4). Это катод 1. Через прозрачное окошко
свет проникает внутрь колбы.
В ее центре расположена проволочная петля или диск —
анод 2, который служит для улавливания
фотоэлектронов. Анод присоединяют к положительному
полюсу батареи. Фотоэлементы реагируют на видимое
излучение и даже на инфракрасные лучи.
При попадании света на катод фотоэлемента в цепи
возникает электрический ток, который включает или
выключает реле. Комбинация фотоэлемента с реле
позволяет конструировать множество различных
«видящих» автоматов. Одним из них является автомат в
метро. Он срабатывает (выдвигает перегородку) при
пересечении светового пучка, если предварительно не
пропущена карточка.
Подобные автоматы могут
предотвращать аварии. На заводе
фотоэлемент почти мгновенно
останавливает мощный пресс, если
рука человека оказывается в опасной
зоне.
С помощью фотоэлементов
воспроизводится звук, записанный
на кинопленке.

7.

П ОЛ У П РО В ОД НИКО В Ы Е
ФОТОЭЛЕМЕНТЫ.
Кроме рассмотренного внешнего фотоэффекта, широко
применяется и так называемый внутренний фотоэффект в
полупроводниках. На этом явлении основано устройство
фоторезисторов — приборов, сопротивление которых
зависит от освещенности.
Кроме того, сконструированы полупроводниковые
фотоэлементы, создающие ЭДС и непосредственно
преобразующие энергию излучения в энергию
электрического тока. ЭДС, называемая в данном случае
фотоЭДС, возникает в области р—n-перехода двух
полупроводников при облучении этой области светом.
Под действием света образуются пары электрон — дырка.
В области р—n-перехода существует электрическое поле.
Это поле заставляет неосновные носители
полупроводников перемещаться через контакт. Дырки из
полупроводника n-типа перемещаются в полупроводник
p-типа, а электроны из полупроводника р-типа — в
область n-типа, что приводит к накоплению основных
носителей в полупроводниках n- и p-типов. В результате
потенциал полупроводника р-типа увеличивается, а nтипа уменьшается. Это происходит до тех пор, пока ток
неосновных носителей через р—n-переход не сравняется
с током основных носителей через этот же переход.
Между полупроводниками устанавливается разность
потенциалов, равная фотоЭДС.
Если замкнуть цепь через внешнюю нагрузку, то в цепи
пойдет ток, определяемый разностью токов неосновных и
основных носителей через р—n-переход (рис. 11.5). Сила
тока зависит от интенсивности падающего света и
сопротивления нагрузки R. Фотоэлементы с р—nпереходом создают ЭДС порядка 1—2 В. Их выходная
мощность достигает сотен ватт при коэффициенте
полезного действия до 20%.

8.

ФОТОЭЛЕМЕНТЫ
МАЛОЙ МОЩНОСТИ
ИСПОЛЬЗУЮТСЯ,
Н А П Р И М Е Р, В
Ф О Т О Э КС П О Н О М Е Т РА
Х. ОСОБЕННО
Ш И Р О КО
ПРИМЕНЯЮТСЯ
П ОЛ У П Р О В ОД Н И КО В
ЫЕ ФОТОЭЛЕМЕНТЫ
ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ
СОЛНЕЧНЫХ
Б АТА Р Е Й ,
УСТАНАВЛИВАЕМЫХ
НА КОСМИЧЕСКИХ
КО РА Б Л Я Х ( Р И С .
11.6). К
С ОЖ А Л Е Н И Ю , П О К А
ТА К И Е Б АТА Р Е И
ДОВОЛЬНО ДОРОГИ.

9.

ДАВЛЕНИЕ СВЕТА СОГЛАСНО
ЭЛЕКТРОДИНАМИКЕ МАКСВЕЛЛА
ВОЗНИКАЕТ ИЗ-ЗА ДЕЙСТВИЯ СИЛЫ
ЛОРЕНЦА НА ЭЛЕКТРОНЫ СРЕДЫ,
КОЛЕБЛЮЩИЕСЯ ПОД ДЕЙСТВИЕМ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ. С ТОЧКИ
ЗРЕНИЯ КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ ДАВЛЕНИЕ
ПОЯВЛЯЕТСЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ ПЕРЕДАЧИ
ТЕЛУ ИМПУЛЬСОВ ФОТОНОВ ПРИ ИХ
ПОГЛОЩЕНИИ.
Опыты Лебедева можно рассматривать
как экспериментальное доказательство
того, что фотоны обладают импульсом.
Хотя световое давление очень мало в
обычных условиях, его действие тем не
менее может оказаться существенным.
Внутри звезд при температуре в
несколько десятков миллионов
кельвинов давление
электромагнитного излучения должно
достигать громадных значений. Силы
светового давления наряду с
гравитационными силами играют
значительную роль во внутризвездных
процессах.

10.

Х И М И Ч Е С КО Е
Д Е Й С Т В И Е С В Е ТА .
Ф О Т О Г РА Ф И Я
Отдельные молекулы
поглощают световую энергию
порциями — квантами hv. В
случае видимого и
ультрафиолетового излучений
эта энергия достаточна для
расщепления многих молекул. В
этом проявляется химическое
действие света.
Любое превращение молекул
есть химический процесс. Часто
после расщепления молекул
светом начинается целая
цепочка химических
превращений. Выцветание
тканей на солнце и образование
загара — это примеры
химического действия света.

11.

В А ЖН ЕЙШ ИЕ ХИМ ИЧЕСКИЕ РЕА КЦИИ ПОД Д ЕЙСТ В ИЕМ СВ ЕТА
П Р О И С Х О Д Я Т В З Е Л Е Н Ы Х Л И С Т Ь Я Х Д Е Р Е В Ь Е В И Т РА В Е , В И ГЛ А Х
Х В О И , В О М Н О Г И Х М И К Р О О Р ГА Н И З М А Х . В З Е Л Е Н О М Л И С Т Е П ОД
ДЕЙСТВИЕМ СОЛНЦА ОСУЩЕСТВЛЯЮТСЯ ПРОЦЕССЫ, НЕОБХОДИМЫЕ
Д Л Я Ж И З Н И Н А З Е М Л Е . О Н И Д А Ю Т Н А М Н Е Т О Л Ь К О П И Щ У, Н О И
КИСЛОРОД ДЛЯ ДЫХАНИЯ.
Л И С Т Ь Я П О ГЛ О Щ А Ю Т И З В О З Д У Х А У ГЛ Е К И С Л Ы Й ГА З И
РА С Щ Е П Л Я Ю Т Е Г О М О Л Е К УЛ Ы Н А С О С Т А В Н Ы Е Ч А С Т И : У ГЛ Е Р О Д И
К ИСЛО РОД .ПРО ИСХОДИТ ЭТО , К А К УСТА Н О ВИЛ РУССК ИЙ Б ИОЛО Г
К Л И М Е Н Т А Р К А Д Ь Е В И Ч Т И М И Р Я З Е В , В М О Л Е К УЛ А Х Х Л О Р О Ф И Л Л А
П О Д Д Е Й С Т В И Е М К РА С Н Ы Х Л У Ч Е Й С О Л Н Е Ч Н О Г О С П Е К Т РА .
П Р И С Т РА И В А Я К У ГЛ Е Р О Д Н О Й Ц Е П О Ч К Е А Т О М Ы Д Р У Г И Х
Э Л Е М Е Н Т О В , И З В Л Е К А Е М Ы Х КО Р Н Я М И И З З Е М Л И , РА С Т Е Н И Я
С Т Р О Я Т М О Л Е К УЛ Ы Б Е Л К О В , Ж И Р О В И У ГЛ Е В О Д О В .
ВСЕ ЭТО ПРОИСХОДИТ ЗА СЧЕТ ЭНЕРГИИ СОЛНЕЧНЫХ ЛУЧЕЙ.
П РИ Ч ЕМ ЗД ЕСЬ О СО Б ЕН Н О В А Ж Н А Н Е ТОЛ Ь КО СА М А Э Н ЕРГ И Я , Н О
И ТА Ф О Р М А , В КО Т О Р О Й О Н А П О С Т У П А Е Т. Ф О Т О С И Н Т Е З ( Т А К
НА ЗЫ ВА ЮТ ЭТО Т ПР О ЦЕ СС ) МО Ж Е Т ПР О ТЕ КАТЬ ТОЛЬ КО ПОД
ДЕ ЙС ТВИЕ М С ВЕ ТА О ПР Е ДЕ ЛЕ ННОГО С ПЕ КТРА ЛЬ НО ГО С О С ТА ВА .
М Е Х А Н И З М Ф О Т О С И Н Т Е З А Е Щ Е Н Е В Ы Я С Н Е Н Д О К О Н Ц А . К О ГД А Э Т О
П Р О И З О Й Д Е Т, Д Л Я Ч Е Л О В Е Ч Е С Т В А , В О З М ОЖ Н О , Н А С Т У П И Т Н О В А Я
Э РА . Б Е Л К И И Д Р У Г И Е С Л ОЖ Н Ы Е О Р ГА Н И Ч Е С К И Е В Е Щ Е С Т В А
М ОЖ Н О Б УД Е Т П О Л У Ч АТ Ь Н А Ф А Б Р И К А Х П О Д Г О Л У Б Ы М
НЕБОСВОДОМ.
ХИМИЧ Е С КО Е ДЕ ЙС ТВИЕ С ВЕ ТА ЛЕ ЖИТ В О С НО ВЕ ФО ТО ГРАФИИ .