Внешний фотоэффект. Изучение законов внешнего фотоэффекта

1.

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Лицей»
Внешний фотоэффект.
Изучение законов внешнего фотоэффекта.
Учитель физики МАОУ «Лицей»
Слипченко Таисия Евгеньевна

2.

Внешний фотоэффект.
Изучение законов внешнего фотоэффекта.
Цель урока:
1. Установить, какие явления могут происходить
при взаимодействии вещества со светом.
2. Предсказать и проверить существование явления
внешнего фотоэффекта.
3. Изучить законы внешнего фотоэффекта.
2

3.

2
Внешний фотоэффект.
Изучение законов внешнего фотоэффекта.
Взаимодействие
света
с веществом
отражение
преломление
поглощение
поляризация
дисперсия

4.

4
Внешний фотоэффект.
Изучение законов внешнего фотоэффекта.
Взаимодействие
вещества со светом
Вещество
ДИЭЛЕКТРИК
ПОЛУПРОВОДНИК
ПРОВОДНИК
Структурные единицы
вещества
Изменение движения и состояния
структурных единиц вещества
под влиянием света
Явления,
сопровождающие эти
изменения

5.

5
Внешний фотоэффект.
Изучение законов внешнего фотоэффекта.
Взаимодействие
вещества со светом
Вещество
Структурные единицы
вещества
Изменение движения и состояния
структурных единиц вещества
под влиянием света
Явления,
сопровождающие эти
изменения
ДИЭЛЕКТРИК
Полярные и
неполярные
молекулы
Увеличение скорости
хаотического
движения молекул
Нагревание
ПОЛУПРОВОДНИК
ПРОВОДНИК

6.

6
Внешний фотоэффект.
Изучение законов внешнего фотоэффекта.
Взаимодействие
вещества со светом
Вещество
Структурные единицы
вещества
Изменение движения и состояния
структурных единиц вещества
под влиянием света
Явления,
сопровождающие эти
изменения
ДИЭЛЕКТРИК
Полярные и
неполярные
молекулы
Увеличение скорости
хаотического
движения молекул
Нагревание
ПОЛУПРОВОДНИК
ПРОВОДНИК
Электроны,
«дырки»,
атомы,
ионы
Увеличение скорости
хаотического движения частиц.
Разрыв связей в атомах,
увеличение числа свободных
электронов и «дырок».
Нагревание
Увеличение
проводимости
(внутренний
фотоэффект)

7.

7
Внешний фотоэффект.
Изучение законов внешнего фотоэффекта.
Взаимодействие
вещества со светом
Вещество
Структурные единицы
вещества
Изменение движения и состояния
структурных единиц вещества
пол влиянием света
Явления,
сопровождающие эти
изменения
ДИЭЛЕКТРИК
Полярные и
неполярные
молекулы
Увеличение скорости
хаотического
движения молекул
Нагревание
ПОЛУПРОВОДНИК
ПРОВОДНИК
Электроны,
«дырки»,
атомы,
ионы
Ионы,
электроны
Увеличение скорости
хаотического движения частиц.
Разрыв связей в атомах,
увеличение числа свободных
электронов и «дырок».
Увеличение скорости
хаотического движения ионов и
электронов.
Вылет электронов с
поверхности образца.
Нагревание
Увеличение
проводимости
(внутренний
фотоэффект)
Нагревание
Изменение заряда
проводника

8.

8
Внешний фотоэффект.
Изучение законов внешнего фотоэффекта.
Изучение законов внешнего фотоэффекта
План исследования:
1. Предсказание и проверка существования явления внешнего фотоэффекта.
2. Исследование явления внешнего фотоэффекта.
3. Объяснение.
1887
1890
1905
Герц
Столетов
Эйнштейн

9.

Внешний фотоэффект.
Изучение законов внешнего фотоэффекта.
В 1887 году Генрих Герц открыл явление фотоэффекта
Световой поток
Явление вырывания электронов
с поверхности металла
под действием света
называется
внешним фотоэффектом
9

10.

10
Внешний фотоэффект.
Изучение законов внешнего фотоэффекта.
Φ
ē
Внешний фотоэффект
m v2
2
+++++++++++++
Вещество
n
v
Свет
- число электронов, вырываемых
с поверхности металла в единицу
времени
- скорость фотоэлектронов
Φ
- световой поток
ν
- частота света
Необходимо установить:
1) n = f(Φ)
2)
v = f(Φ,ν)
n~I
v ~ Uз

11.

Внешний фотоэффект.
Изучение законов внешнего фотоэффекта.
В 1890 году А.Г.Столетов установил количественные закономерности
фотоэффекта
11

12.

12
Внешний фотоэффект.
Изучение законов внешнего фотоэффекта.
Результаты эксперимента
№
пп
Объект исследования
1
Зависимость числа вырванных
электронов от интенсивности
светового потока
2
Зависимость скорости
фотоэлектронов от интенсивности
света
3
Зависимость скорости
фотоэлектронов от частоты света
4
Зависит ли возникновение
фотоэффекта от частоты света?
5
Зависимость времени начала
фотоэффекта от частоты
падающего света
Вывод

13.

13
Внешний фотоэффект.
Изучение законов внешнего фотоэффекта.
Результаты эксперимента
№
пп
1
Объект исследования
Зависимость числа вырванных
электронов от интенсивности
светового потока
Вывод
Ток насыщения пропорционален световому
потоку, падающему на металл
Iн = γ Φ,
где
γ – фоточувствительность
вещества
2
3
Зависимость скорости
фотоэлектронов от интенсивности
света
Зависимость скорости
фотоэлектронов от частоты света
4
Зависит ли возникновение
фотоэффекта от частоты света?
5
Зависимость времени начала
фотоэффекта от частоты
падающего света

14.

14
Внешний фотоэффект.
Изучение законов внешнего фотоэффекта.
Результаты эксперимента
№
пп
1
Объект исследования
Зависимость числа вырванных
электронов от интенсивности
светового потока
Вывод
Ток насыщения пропорционален световому
потоку, падающему на металл
Iн = γ Φ,
где
γ – фоточувствительность
вещества
2
3
Зависимость скорости
фотоэлектронов от интенсивности
света
Зависимость скорости
фотоэлектронов от частоты света
4
Зависит ли возникновение
фотоэффекта от частоты света?
5
Зависимость времени начала
фотоэффекта от частоты
падающего света
Не зависит

15.

15
Внешний фотоэффект.
Изучение законов внешнего фотоэффекта.
Результаты эксперимента
№
пп
1
Объект исследования
Зависимость числа вырванных
электронов от интенсивности
светового потока
Вывод
Ток насыщения пропорционален световому
потоку, падающему на металл
Iн = γ Φ,
где
γ – фоточувствительность
вещества
2
3
Зависимость скорости
фотоэлектронов от интенсивности
света
Зависимость скорости
фотоэлектронов от частоты света
4
Зависит ли возникновение
фотоэффекта от частоты света?
5
Зависимость времени начала
фотоэффекта от частоты
падающего света
Не зависит
Чем больше частота, тем больше
задерживающее напряжение, а
следовательно больше скорость
фотоэлектронов

16.

16
Внешний фотоэффект.
Изучение законов внешнего фотоэффекта.
Результаты эксперимента
№
пп
1
Объект исследования
Зависимость числа вырванных
электронов от интенсивности
светового потока
Вывод
Ток насыщения пропорционален световому
потоку, падающему на металл
Iн = γ Φ,
где
γ – фоточувствительность
вещества
2
3
Зависимость скорости
фотоэлектронов от интенсивности
света
Зависимость скорости
фотоэлектронов от частоты света
4
Зависит ли возникновение
фотоэффекта от частоты света?
5
Зависимость времени начала
фотоэффекта от частоты
падающего света
Не зависит
Чем больше частота, тем больше
задерживающее напряжение, а
следовательно больше скорость
фотоэлектронов
Для каждого вещества существует
наименьшая частота при которой возможен
фотоэффект

17.

17
Внешний фотоэффект.
Изучение законов внешнего фотоэффекта.
Результаты эксперимента
№
пп
1
Объект исследования
Зависимость числа вырванных
электронов от интенсивности
светового потока
Вывод
Ток насыщения пропорционален световому
потоку, падающему на металл
Iн = γ Φ,
где
γ – фоточувствительность
вещества
2
3
Зависимость скорости
фотоэлектронов от интенсивности
света
Зависимость скорости
фотоэлектронов от частоты света
Не зависит
Чем больше частота, тем больше
задерживающее напряжение, а
следовательно больше скорость
фотоэлектронов
4
Зависит ли возникновение
фотоэффекта от частоты света?
Для каждого вещества существует
наименьшая частота при которой возможен
фотоэффект
5
Зависимость времени начала
фотоэффекта от частоты
падающего света
Фотоэффект практически безынерционен,
если частота падающего света больше или
равна частоте красной границы

18.

Внешний фотоэффект.
Изучение законов внешнего фотоэффекта.
Законы фотоэффекта
Первый закон
Число фотоэлектронов, вырываемых из катода за 1 секунду
(фототок насыщения), прямо пропорционален интенсивности света
Второй закон
Кинетическая энергия фотоэлектронов не зависит от интенсивности
падающего света, а зависит от его частоты
Третий закон
Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта,
(т. е. существует наименьшая частота, при которой еще возможен
фотоэффект )
Установлена безынерционность фотоэффекта
18

19.

Внешний фотоэффект.
Изучение законов внешнего фотоэффекта.
Ответьте на вопросы:
1. В чем парадокс фотоэффекта?
2. Интенсивность света, падающего на фотокатод возросла в два раза.
Как изменится:
сила фототока?
задерживающее напряжение?
максимальная скорость фотоэлектронов?
3. При каком облучении электроскоп, заряженный отрицательным зарядом,
быстрее разрядится:
при инфракрасном?
при ультрафиолетовом?
при рентгеновском?
19