Застосування фотоефекту



ЕЛЕКТРОДИНАМІКА

Хвильова й квантова оптика

УРОК 9/46

Тема. Застосування фотоефекту

Мета уроку: закріпити знання учнів про закони фотоефекту під час розв’язання конкретних завдань; ознайомити їх із практичним застосуванням явища фотоефекту.

Тип уроку: урок закріплення знань.

ПЛАН УРОКУ

Контроль знань

3 хв.

1. Гіпотеза Планка.

2. Явище фотоефекту.

3. Закони фотоефекту

Демонстрації

5 хв.

Відео-фрагменти фільму “Будова

і дія фотоелементів”

Вивчення нового матеріалу

27 хв.

1. Застосування фотоефекту.

2. Розв’язування задач

Закріплення вивченого матеріалу

10 хв.

1. Навчаємося розв’язувати задачі.

2. Контрольні питання

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Застосування фотоефекту

Явище фотоефекту широко застосовують у науці й техніці: воно дозволяє здійснити безпосереднє перетворення енергії світла в електричну енергію. Прилади, в основі принципу дії яких лежить явище фотоефекту, називають фотоелементами. У фотоелементах енергія

світла управляє енергією електричного струму або перетворюється в неї.

Фотоелементи, що використовують зовнішній фотоефект, перетворюють в електричну енергію лише незначну частину енергії випромінювання. Тому джерела електроенергії їх не використовують, зате широко застосовують у різних схемах автоматики для керування електричними колами за допомогою світлових пучків.

За допомогою фотоелементів здійснюється відтворення звуку, записаного на кіноплівці, а так само передання рухомих зображень (телебачення).

В аеронавігації, у військовій справі широко застосовують фотоелементи, чутливі до інфрачервоних променів. Інфрачервоні промені невидимі, хмари й туман для них прозорі.

З явищем фотоефекту пов’язані фотохімічні процеси, що протікають під дією світла у фотографічних матеріалах.

2. Розв’язування задач

1). Коли довжину хвилі випромінювання, що падає на катод фотоелемента, зменшили від?1 = 500 нм до?2 = 400 нм, максимальна швидкість фотоелектронів збільшилася в 2 рази. Визначте червону границю фотоефекту? mах для цього катода.

Розв’язання

Після зміни довжини хвилі випромінювання максимальна кінетична енергія фотоелектронів збільшилася в 4 рази. Відповідно до рівняння Ейнштейна для фотоефекту

Застосування фотоефекту

Виключаючи із цих рівнянь Еk1, знайдемо Застосування фотоефекту

Оскільки Застосування фотоефекту одержуємо Застосування фотоефекту Перевіривши одиниці величин і підставивши числові значення, знаходимо червону границю фотоефекту: 545 нм.

2. На рисунку наведено графік залежності затримувальної напруги від частоти електромагнітного випромінювання, що діє на катод вакуумного фотоелемента. Яка затримувальна напруга відповідає точці А на графіку?

(Відповідь: 1,25 В.)

Застосування фотоефекту

3. На рисунку показана вольт-амперна характеристика вакуумного фотоелемента. На його катод діє світло, довжина хвилі якого 450 нм. Знайдіть червону границю фотоефекту для цього катода. (Відповідь: 0,55 мкм)

Застосування фотоефекту

4. Якою найменшою напругою повністю утримуються електрони, вирвані із вольфрамової пластинки ультрафіолетовими променями, довжина хвилі яких 0,1 мкм? Робота виходу для вольфраму 4,5 еВ. (Відповідь: 8 В.)

5. Робота виходу електронів з калію дорівнює 2,25 еВ. З якою швидкістю вилітають електрони з калію, якщо його освітили монохроматичним світлом, довжина хвилі якого 365 нм?

(Відповідь: 6,4-105 м/с.)

6. Визначте сталу Планка, якщо зі збільшенням частоти електромагнітного випромінювання в процесі фотоефекту на 1,21-1011 кГц затримувальний потенціал збільшився на 0,5 В. (Відповідь: 6,61-10-34 Дж-с)

Дуже часто для вимірювання енергії заряджених частинок в атомній і ядерній фізиці застосовують одиницю, яка має назву електрон-вольт:

O 7 електрон-вольт (1 ев) – це енергія, яку здобуває частинка із зарядом, що дорівнює заряду електрона (q0 = 1,6-10-34 Кл) під час проходження різниці потенціалів в 1 В.

Домашнє завдання

1. Підр.: § 26 (п. 3).

2. 3б.:

Рів2 № 15.16; 15.17; 15.21; 15.22.

Рів3 № 15.36; 15.37.

3. Д: підготуватися до самостійної роботи № 11.


1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (No Ratings Yet)
Loading...


Твір роздум вчинки людей.
Ви зараз читаєте: Застосування фотоефекту