Світлові кванти. Фотоефект. Уроки 69-73

КВАНТОВІ ВЛАСТИВОСТІ СВІТЛА.
Гіпотеза М. Планка. Світлові кванти. Енергія та імпульс фотона.
Фотоефект.

Урок 69-76

(28.04.1858 – 04.10.1947)

Німецький фізик-теоретик, засновник квантової теорії. Найбільшим досягненням вважається теорія випромінювання абсолютно чорного тіла, що стала відправною точкою для побудови квантової механіки.
Лауреат Нобелівської премії (1918).

​Макс Карл Ернст Людвіг Планк

Чому Планк був вимушений висунути гіпотезу про дискретний характер випромінювання?

​АЧТ – це ідеалізація, модель.

АЧТ - найбільш інтенсивне джерело випромінювання, яке визначається лише його температурою.

​Відкриття Планка та інших учених полягало в тому, що зі зростанням температури АЧТ зростає інтенсивність світлового випромінювання, а довжина хвилі максимуму випромінювання зміщується в напрямку блакитного кольору спектра.

​Залежність енергії електромагнітних хвиль, випромінюваних за 1 с з одиниці площі АЧТ, від довжини хвилі

Гіпотеза Планка: Випромінювання електромагнітних хвиль атомами і молекулами речовини відбувається не безперервно, а дискретно, тобто окремими елементами, енергія яких має бути пропорційна частоті випромінювання.

​Восени 1900 року М.Планк встановив формулу, яка повністю відповідала експериментальній кривій.

​Фізичний зміст: стала Планка – це коефіцієнт пропорційності між енергією кванта та частотою електромагнітної хвилі. Це елементарний квант дії.

Під час поглинання світла речовиною фотон цілком передає всю свою енергію частинкам речовини.

Внутрішній

Фотоефект- Це явище взаємодії світла з речовиною, яке супроводжується випусканням електронів.

Зовнішній

​https://javalab.org/en/photoelectric_effect_2_en/
https://youtu.be/bUVkoU18GfA - ВШО

​Відкриття законів фотоефекту було важливим кроком у розвитку квантової механіки і розумінні природи світла. Ось шлях, який привів до цього відкриття:

1. Первинні спостереження: Початкові спостереження фотоефекту були зроблені вже в 19 столітті. Вчені помітили, що під впливом світла певні матеріали видають електрони. Однак на той момент не було зрозуміло, як саме цей процес працює.

2. Експерименти із світлом різних частот: В наступні роки вчені провели досліди, в яких використовували світло різних частот і спостерігали, як це впливає на кількість виділених електронів та їх енергію. Виявилося, що існує мінімальна частота світла, яка необхідна для виходу електронів. Ця спостережена залежність частоти світла від кількості виділених електронів є основним законом фотоефекту.

3. Розвиток теорії: Альберт Ейнштейн у 1905 році запропонував теорію фотоефекту, в якій він пояснив, що світло складається з квантів енергії (фотонів), які взаємодіють з атомами матеріалу. Він використовував цю теорію, щоб пояснити спостережені експериментальні дані, включаючи залежність кількості виділених електронів від частоти світла.

4. Додаткові досліди: Після публікації Ейнштейнової роботи, було проведено багато інших експериментів, щоб підтвердити його теорію. Ці досліди підтвердили, що фотоефект справді відбувається відповідно до передбачень Ейнштейна і законів квантової механіки.

Отже, шлях до відкриття законів фотоефекту включав поєднання експериментів, спостережень та розвитку теорії, що привело до нового розуміння природи світла та електронів.

ЗОВНІШНІЙ ФОТОЕФЕКТ ВІДКРИВ Г.ГЕРЦ У 1887 РОЦІ, А ДЕТАЛЬНО ДОСЛІДИВ
О.Г. СТОЛЄТОВ У 1888-1890 РР.

​Генріх Герц

​О. Г. Столєтов

I- струм насичення, найбільше значення сили фотоструму

U- затримуюча напруга при якій припиняється фотострум

УСТАНОВКА ДЛЯ ВИВЧЕННЯ ФОТОЕФЕКТУ

​https://javalab.org/en/photoelectric_effect_2_en/

​ https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?f=opt_fotoefekt&l=ua

​https://www.vascak.cz/data/android/physicsatschool/template.php?f=opt_fotoefekt&l=ua

​Умова виникнення фотоефекта

​Конструктор формул

​Дано:

​Дякую за увагу!
Дуже сподіваюся, що ви та ваші близькі зараз у безпеці. 

Бажаю всім доброго, спокійного дня та мирного неба!