Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.


Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему к уроку по теме: Фотоэффект

Содержание

Завершение классической физики В конце XIX в. многие ученые считали, что развитие физики завершилось по следующим причинам:1. Больше 200 лет существуют законы механики, теория всемирного тяготения.2. Разработана МКТ.3. Подведен прочный фундамент под термодинамику.4. Завершена максвелловская
Квантовая физикаФотоэффектТеория фотоэффекта Завершение классической физики  В конце XIX в. многие ученые считали, что Физические проблемы начала XX в.1. Устойчивость атомаСогласно теории Максвелла движущиеся электроны вокруг 2. Абсолютно черное тело – мысленная модель тела полностью поглощающего электромагнитные волны Физические проблемы начала XX в.3. Ультрафиолетовая катастрофаПо теории Максвелла максимум электромагнитного излучения Физические проблемы начала XX в.4. Холодное свечение По теории Максвелла видимое излучение Физические проблемы начала XX в.5. Линейчатые спектры излучения Раскаленные газы дают постоянный линейчатый спектр. ВыводКлассическая физика не давала ответов на вопросы, что привело Гипотеза Планка (1900 г.)Атомы испускают электромагнитную энергию отдельными порциями — квантами. Энергия (1 эВ - энергия, которую приобретает элементарный заряд, проходя ускоряющую разность потенциалов М. Планк указал путь выхода      из трудностей, 2.  Кто является основоположником 3.  Как атомы испускают энергию согласно гипотезе Планка?Повторение отдельными порциями - Открыт в 1887 году немецким физиком Генрихом ГерцемЭкспериментально исследован в 1888-1890 Наблюдение фотоэффекта Г. Герц, 1887гОбнаружил, что при освещении ультрафиолетовыми лучами электродов, находящихся Влияние излучения на электрические явления назвали фотоэлектрическим эффектом. № 1. Цинковую пластину, соединенную +– – Фотоэффект – это вырывание электронов Наблюдение фотоэффекта Схема опыта Столетова, 1888г.Количественные закономерности фотоэффекта  (1888 - 1889) были установлены № 3.     Стеклянным экраном перекрывают источник ультрафиолетового излучения. Схема экспериментальной установки VmAКА Законы фотоэффектаПока ничего удивительного нет:  чем больше энергия светового пучка, По модулю задерживающего напряжения    можно судить о скорости фотоэлектронов Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой света и не зависит Для каждого вещества существует максимальная длина волны, при которой фотоэффект еще наблюдается, - фотоэффект практически безынерционенЗаконы фотоэффекта4 законВырывание электрона является результатом его раскачивания в Теория фотоэффекта  А. Эйнштейн 1905 год Поглотив квант света, электрон получает ------------- Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта А - работа выхода Е=hν – энергия порции Объяснение законов фотоэффекта 1. Чем больше интенсивность света, тем большие порций света 2. Объяснение законов фотоэффекта 3. Красная граница  фотоэффекта   Для каждого вещества существует Предельная частота фотоэффекта    4. Порция света практически мгновенно вырывает из вещества один электронОбъяснение законов фотоэффекта Как следует из уравнения Эйнштейна, тангенс угла наклона прямой, выражающей Часть А – базовый уровень 1.   В каком случае электроскоп, 1. Увеличится.      3. Уменьшится. 3.   На рисунке приведены графики 4.    При освещении катода вакуумного фотоэлемента потоком монохроматического света 1. 	 25 	  2.	40 Часть А – базовый уровень 6.    Для опытов по Часть А – повышенный уровень 1. Решение задачи № 1вычитаемhν1 = А + 2.    Фотоэффект наблюдают, освещая поверхность  металла светом фиксированной Решение задачи № 2вычитаемhν1 = А + 3.      Красная граница фотоэффекта исследуемого металла соответствует Решение задачи № 3      400 нмОтвет Часть С  1.      Фотон с Решение задачи № 1S ≈ 5 · 10  м – 4 2.    Какова максимальная скорость электронов, Решение задачи № 2 3.    Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода кр = 290 нм. Дети!  Помните, что знание -  сила !!!Стремитесь к своей цели... ...а
Слайды презентации

Слайд 2 Завершение классической физики
В конце XIX в.

Завершение классической физики В конце XIX в. многие ученые считали, что

многие ученые считали, что развитие физики завершилось по следующим

причинам:
1. Больше 200 лет существуют законы механики, теория всемирного тяготения.
2. Разработана МКТ.
3. Подведен прочный фундамент под термодинамику.
4. Завершена максвелловская теория электромагнетизма.
5. Открыты фундаментальные законы сохранения (энергии, импульса момента импульса, массы и электрического заряда).

Слайд 3 Физические проблемы начала XX в.
1. Устойчивость атома
Согласно теории

Физические проблемы начала XX в.1. Устойчивость атомаСогласно теории Максвелла движущиеся электроны

Максвелла движущиеся электроны вокруг ядер должны непрерывно излучать энергию

и двигается по спирали к ядру.


Слайд 4 2. Абсолютно черное тело –
мысленная модель тела

2. Абсолютно черное тело – мысленная модель тела полностью поглощающего электромагнитные

полностью поглощающего электромагнитные волны любой длины (и излучающего все

длины электромагнитных волн).

Физические проблемы начала XX в.

Модель абсолютно черного тела –
небольшое отверстие в замкнутой полости

Проблема сводится к изучению спектрального состава излучения абсолютно черного тела. Решить эту проблему классическая физика оказалась не в состоянии.


Слайд 5 Физические проблемы начала XX в.
3. Ультрафиолетовая катастрофа
По теории

Физические проблемы начала XX в.3. Ультрафиолетовая катастрофаПо теории Максвелла максимум электромагнитного

Максвелла максимум электромагнитного излучения в спектре солнца должен находиться

в ультрафиолетовой части спектра, а он находится в видимой части.

Слайд 6 Физические проблемы начала XX в.
4. Холодное свечение
По

Физические проблемы начала XX в.4. Холодное свечение По теории Максвелла видимое

теории Максвелла видимое излучение возникает только при высоких температурах.

т.е. холодного свечения не должно быть

Слайд 7 Физические проблемы начала XX в.
5. Линейчатые спектры излучения

Физические проблемы начала XX в.5. Линейчатые спектры излучения Раскаленные газы дают постоянный линейчатый спектр.

Раскаленные газы дают постоянный линейчатый спектр.


Слайд 8 Вывод
Классическая физика не давала ответов на вопросы, что

ВыводКлассическая физика не давала ответов на вопросы, что привело

привело

к созданию квантовой теории.

Слайд 9 Гипотеза Планка (1900 г.)
Атомы испускают электромагнитную энергию отдельными

Гипотеза Планка (1900 г.)Атомы испускают электромагнитную энергию отдельными порциями — квантами.

порциями — квантами.
Энергия Е каждой порции прямо пропорциональна

частоте излучения:


h=6,63.10-34 Дж.с — постоянная Планка.

Слайд 10 (1 эВ - энергия, которую приобретает элементарный заряд,

(1 эВ - энергия, которую приобретает элементарный заряд, проходя ускоряющую разность

проходя ускоряющую разность потенциалов 1 В)
1эВ=1,6·10 Дж
-19


= h ω

ω= 2π ν

h

постоянная Дирака или приведённая постоянная Планка.


Слайд 11 М. Планк указал путь выхода

М. Планк указал путь выхода   из трудностей, с которыми

из трудностей, с которыми столкнулась теория теплового

излучения, после чего начала развиваться современная физическая теория, называемая квантовой физикой

Слайд 12 2. Кто является основоположником

2. Кто является основоположником      квантовой

квантовой физики?

Макс Планк.
Великий немецкий физик – теоретик, основатель квантовой теории

Повторение

1. Какие из физических явлений не смогла объяснить
классическая физика?

строение атома, происхождение линейчатых спектров, тепловое излучение

– современной
теории движения,
взаимодействия и взаимных превращений микроскопических частиц.


Слайд 13 3. Как атомы испускают энергию согласно
гипотезе

3. Как атомы испускают энергию согласно гипотезе Планка?Повторение отдельными порциями -

Планка?
Повторение
отдельными порциями - квантами
4. Чему равна эта энергия?
E

= hv

5. Чему равна постоянная Планка?

h = 6,63 ∙ 10 -34 Дж∙с


Слайд 14
Открыт в 1887 году немецким физиком Генрихом

Открыт в 1887 году немецким физиком Генрихом ГерцемЭкспериментально исследован в

Герцем

Экспериментально исследован в 1888-1890 годах русским физиком А.Г.Столетовым

Теоретически

объяснен в 1905 году Альбертом Эйнштейном

История открытия
и исследования фотоэффекта


Слайд 15 Наблюдение фотоэффекта
Г. Герц, 1887г
Обнаружил, что при освещении

Наблюдение фотоэффекта Г. Герц, 1887гОбнаружил, что при освещении ультрафиолетовыми лучами электродов,

ультрафиолетовыми лучами электродов, находящихся под высоким напряжением, разряд наступает

при меньшем напряжении.
Объяснить не мог

Слайд 17 Влияние излучения на электрические явления назвали фотоэлектрическим эффектом.

Влияние излучения на электрические явления назвали фотоэлектрическим эффектом.

Слайд 18 № 1. Цинковую пластину, соединенную

№ 1. Цинковую пластину, соединенную    с электроскопом,

с электроскопом, заряжают

отрицательно и облучают ультрафиолетовым светом.
Она быстро разряжается.

Эксперимент

Свет вырывает электроны с поверхности пластины

№ 2. Если же её зарядить положительно, то заряд пластины не изменится.

Вывод


Слайд 21 Фотоэффект
– это вырывание электронов

Фотоэффект – это вырывание электронов

с поверхности металла под действием света




Слайд 22 Наблюдение фотоэффекта

Наблюдение фотоэффекта

Слайд 23 Схема опыта Столетова, 1888г.
Количественные закономерности фотоэффекта (1888

Схема опыта Столетова, 1888г.Количественные закономерности фотоэффекта (1888 - 1889) были установлены

- 1889) были установлены
Русским физиком

А.Г. Столетовым

Слайд 24 № 3. Стеклянным экраном

№ 3.   Стеклянным экраном перекрывают источник ультрафиолетового излучения. Отрицательно

перекрывают источник ультрафиолетового излучения. Отрицательно заряженная пластина уже не

теряет электроны, какова бы ни была интенсивность излучения.

Эксперимент

Этот факт нельзя объяснить на основе волновой теории света.

Почему световые волны малой частоты не могут вырывать электроны, если даже амплитуда волны велика и, следовательно, велика сила, действующая на электрон?

Количественные закономерности фотоэффекта были установлены русским физиком А. Г. Столетовым


Слайд 25 Схема экспериментальной установки

Схема экспериментальной установки

Слайд 26 V
mA
К
А

VmAКА

Слайд 27 Законы фотоэффекта
Пока ничего удивительного нет:

чем больше

Законы фотоэффектаПока ничего удивительного нет: чем больше энергия светового пучка,

энергия светового пучка,

тем эффективнее его действие


Фототок насыщения прямопропорционален световому потоку.
Iнас ~ Ф

1 закон


Слайд 28 По модулю задерживающего напряжения можно

По модулю задерживающего напряжения  можно судить о скорости фотоэлектронов и

судить
о скорости фотоэлектронов
и об их кинетической энергии


Ток насыщения определяется количеством электронов, испущенных за 1 секунду освещенным электродом.

Максимальное значение силы тока
называется током насыщения.


Слайд 29 Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой света и не

света и не зависит от его интенсивности.

Законы фотоэффекта
2 закон
Ек

≠ f(Ф)
Ек = f(ν)

Чем больше интенсивность света, тем большие силы действуют на электроны со стороны электромагнитного поля волны, тем большая энергия должна передаваться электронам

Волновая теория


Слайд 30 Для каждого вещества существует максимальная длина волны, при

Для каждого вещества существует максимальная длина волны, при которой фотоэффект еще

которой фотоэффект еще наблюдается, при больших длинах волн фотоэффекта

нет.

Законы фотоэффекта

3 закон

Е для вырывания электронов можно получить от излучения любой длины волны

Волновая теория


Слайд 31 - фотоэффект практически безынерционен

Законы фотоэффекта
4 закон
Вырывание электрона является

- фотоэффект практически безынерционенЗаконы фотоэффекта4 законВырывание электрона является результатом его раскачивания

результатом его раскачивания в поле электромагнитной волны, на раскачку

нужно время.

Волновая теория


Слайд 32 Теория фотоэффекта
А. Эйнштейн 1905 год

Поглотив

Теория фотоэффекта А. Эйнштейн 1905 год Поглотив квант света, электрон получает

квант света, электрон получает

от него энергию и, совершая работу выхода, покидает вещество.

2

2


A

h

+

=

n

Свет имеет прерывистую структуру и поглощается отдельными порциями - квантами


Слайд 33 -
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-

-------------

Слайд 34 Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта

А - работа выхода

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта А - работа выхода Е=hν – энергия



Е=hν – энергия порции излучения

- кинетическая энергия электрона

2

2


A

h

+

=

n


Слайд 35 Объяснение законов фотоэффекта
1. Чем больше интенсивность света,

Объяснение законов фотоэффекта 1. Чем больше интенсивность света, тем большие порций

тем большие порций света падает на электрод, тем больше

вырывается электронов.


Слайд 36
2.
Объяснение законов фотоэффекта

2. Объяснение законов фотоэффекта

Слайд 37 3. Красная граница фотоэффекта
Для каждого

3. Красная граница фотоэффекта  Для каждого вещества существует

вещества существует

красная граница фотоэффекта, т. е. существует наименьшая частота min, при которой еще возможен фотоэффект.

Минимальная частота света соответствует Wк = 0


Слайд 38 Предельная частота фотоэффекта
 
 

Предельная частота фотоэффекта   

Слайд 39 4. Порция света практически мгновенно вырывает из вещества

4. Порция света практически мгновенно вырывает из вещества один электронОбъяснение законов фотоэффекта

один электрон

Объяснение законов фотоэффекта


Слайд 40 Как следует из уравнения Эйнштейна,
тангенс угла наклона

Как следует из уравнения Эйнштейна, тангенс угла наклона прямой, выражающей

прямой, выражающей

зависимость запирающего потенциала Uз от частоты ν, равен отношению постоянной Планка h к заряду электрона e:

Экспериментальное определение постоянной Планка

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


Слайд 41 Часть А – базовый уровень
1. В

Часть А – базовый уровень 1.  В каком случае электроскоп,

каком случае электроскоп, заряженный отрицательным зарядом, быстрее разрядится

при освещении:
1. рентгеновским излучением;
2. ультрафиолетовым излучением?

1. 1. 2. 2. 3. Одновременно.
4. Электроскоп не разрядится в обоих случаях.



Решение задач


Слайд 42 1. Увеличится. 3.

1. Увеличится.   3. Уменьшится.  2. Не изменится.

Уменьшится.
2. Не изменится.

4. Ответ неоднозначен.

2. Как изменится скорость электронов при фотоэффекте, если увеличить частоту облучающего света, не изменяя общую мощность излучения?

Часть А – базовый уровень


Слайд 43 3. На рисунке приведены графики

3.  На рисунке приведены графики

зависимости максимальной энергии фотоэлектронов от энергии падающих на фотокатод фотонов. В каком случае материал катода фотоэлемента имеет меньшую работу выхода?

1. I. 2. II. 3. Одинаковую. 4. Ответ неоднозначен.


Часть А – базовый уровень


Слайд 44 4. При освещении катода вакуумного

4.  При освещении катода вакуумного фотоэлемента потоком монохроматического света происходит

фотоэлемента потоком монохроматического света происходит освобождение фотоэлектронов. Как изменится

максимальная энергия фотоэлектронов при уменьшении частоты в 2 раза?

1. Не изменится.
2. Уменьшится в 2 раза.
3. Уменьшится более чем в 2 раза.
4. Уменьшится менее чем в 2 раза.

Часть А – базовый уровень


Слайд 45
1. 25

1. 	 25 	 2.	40 	 3.	2500

2. 40 3. 2500

4. 4000

5. Длина волны рентгеновского излучения равна 10 м. Во сколько раз энергия одного фотона этого излучения превосходит энергию фотона видимого света c длиной волны 4⋅10 м?

-10

-7

Часть А – базовый уровень


Слайд 46 Часть А – базовый уровень
6.

Часть А – базовый уровень 6.  Для опытов по фотоэффекту

Для опытов по фотоэффекту взяли пластину из металла с

работой выхода 3,4⋅10 Дж и стали освещать ее светом частоты 6⋅10 Гц. Затем частоту уменьшили в 2 раза, одновременно увеличив в 1,5 раза число фотонов, падающих на пластину за 1 с. В результате этого число фотоэлектронов, покидающих пластину за 1 с,

1. увеличилось в 1,5 раза
2. стало равным нулю

3. уменьшилось в 2 раза
4. уменьшилось более чем в 2 раза

-19

14


Слайд 47 Часть А – повышенный уровень
1.

Часть А – повышенный уровень 1.   Один из

Один из способов измерения постоянной Планка

основан на определении максимальной кинетической энергии электронов при фотоэффекте с помощью измерения напряжения, задерживающего их. В таблице представлены результаты одного из первых таких опытов.



14

Постоянная Планка по результатам этого эксперимента равна

1. 6, 6 • 10 Дж • с
2. 5, 7 • 10 Дж • с

-34

3. 6, 3 • 10 Дж • с
4. 6, 0 • 10 Дж • с

-34

-34

-34


Слайд 48 Решение задачи № 1
вычитаем
hν1 = А +

Решение задачи № 1вычитаемhν1 = А +


hν2 = А +

= еUз

h (v2 – v1) = е (Uз2 – Uз1)

h = 5,7 · 10 -34 Дж·с

Ответ

hν1 = А +

еUз1

hν2 = А +

еUз2


Слайд 49 2. Фотоэффект наблюдают, освещая поверхность

2.  Фотоэффект наблюдают, освещая поверхность металла светом фиксированной частоты. При

металла светом фиксированной частоты. При этом задерживающая разность

потенциалов равна U. После изменения частоты света задерживающая разность потенциалов увеличилась на ΔU = 1,2 В.
Насколько изменилась частота падающего света?

1. 1,8 · 10 Гц

2. 2,9 · 10 Гц

Часть А – повышенный уровень

3. 6,1 · 10 Гц

4. 1,9 · 10 Гц

14

15

14

14


Слайд 50 Решение задачи № 2
вычитаем
hν1 = А +

Решение задачи № 2вычитаемhν1 = А +


hν2 = А +


= еUз

h (v2 – v1) = е (Uз2 – Uз1)

14

v2 – v1 =

v2 – v1 = 2, 9 • 10 Гц

Обратите ВНИМАНИЕ
– стандартные и очень схожие задачи. Встречаются во многих вариантах ЕГЭ.


Ответ


Слайд 52 3. Красная граница

3.   Красная граница фотоэффекта исследуемого металла соответствует длине волны

фотоэффекта исследуемого металла соответствует длине волны кр = 600 нм. При

освещении этого металла светом длиной волны  максимальная кинетическая энергия выбитых из него фотоэлектронов в 3 раза меньше энергии падающего света.


1. 133 нм
2. 300 нм

3. 400 нм
4. 1200 нм

Часть А – повышенный уровень

Какова длина волны  падающего света?


Слайд 53 Решение задачи № 3

Решение задачи № 3   400 нмОтвет


400 нм
Ответ


Слайд 55 Часть С
1.

Часть С 1.   Фотон с длиной волны, соответствующей

Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе фотоэффекта,

выбивает электрон из металлической пластинки (катода) сосуда, из которого откачан воздух. Электрон разгоняется однородным электрическим полем напряженностью Е = 5·10  В/м. Какой путь пролетел в этом электрическом поле электрон, если он приобрел скорость 3·10  м/с. Релятивистские эффекты не учитывать.

4

6


Слайд 56 Решение задачи № 1
S ≈ 5 · 10  м

Решение задачи № 1S ≈ 5 · 10  м – 4   Ответ

4

Ответ



Слайд 58 2.

2.  Какова максимальная скорость электронов, выбиваемых из металлической

Какова максимальная скорость электронов, выбиваемых из металлической пластины светом

с длиной волны λ = 3⋅10 м, если красная граница фотоэффекта λкр = 540 нм?


Часть С

–7


Слайд 59 Решение задачи № 2

Решение задачи № 2

Слайд 60 3. Красная граница фотоэффекта для

3.  Красная граница фотоэффекта для вещества фотокатода кр = 290 нм. При облучении

вещества фотокатода кр = 290 нм. При облучении катода светом с

длиной волны  фототок прекращается при напряжении между анодом и катодом U = 1,5 В.
Определите длину волны .

Часть С


  • Имя файла: prezentatsiya-k-uroku-po-teme-fotoeffekt.pptx
  • Количество просмотров: 203
  • Количество скачиваний: 0