квантовая теория. Квантовая теория. Квантовая теория электромагнитного излучения вещества
 Скачать 1.65 Mb.
|
|
Квантовая теория электромагнитного излучения вещества Ткачева Е.С Преподаватель БЛТ Тепловое излучение тел Тепловым называется электромагнитное излучение, испускаемое нагретыми телами, за счет своей внутренней энергии. Абсолютно черное тело - тело, поглощающее всю энергию падающего на него излучения любой частоты при произвольной температуре. «Ультрафиолетовая катастрофа» Гипотеза Планка Планк пришел к выводу, что процессы излучения и поглощения нагретым телом электромагнитной энергии, происходят не непрерывно, как это принимала классическая физика, а конечными порциями – квантами. Квант – это минимальная порция энергии, излучаемой или поглощаемой телом. По теории Планка, энергия кванта E прямо пропорциональна частоте света: Фотон. Световые кванты – реальные микрочастицы – фотоны. Фотон – микрочастица, квант электромагнитного излучения. Свойства фотона. Энергия фотона пропорциональна частоте электромагнитного излучения : E=h. Фотон – электрически нейтральная частица, т.е. qф=0. Скорость фотона во всех системах отсчета равна скорости света в вакууме: = с. Масса покоя фотона равна нулю, т.е. он не существует в состоянии покоя. Т.к. E=mc2, то m=h/c2. Фотон обладает импульсом p=mc=h/c=h/. Давление э/м излучения (фотонного газа): p=2I/c, где I – интенсивность э/м излучения. Фотоэффект. Фотоэлектрический эффект был открыт в 1887 году немецким физиком Г. Герцем и в 1888–1890 годах экспериментально исследован А. Г. Столетовым. Наиболее полное исследование явления фотоэффекта было выполнено Ф. Ленардом в 1900 г. К этому времени уже был открыт электрон (Д. Томсон, 1897 г.), и стало ясно, что фотоэффект (или точнее – внешний фотоэффект) состоит в вырывании электронов из вещества под действием падающего на него света. Опыты Столетова А.Г. Первый закон фотоэффекта Фототок насыщения (количество электронов, вырванных с поверхности катода) прямо пропорционален интенсивности света, падающего на катод Второй закон фотоэффекта Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов прямо пропорциональна частоте света и не зависит от его интенсивности. Третий закон фотоэффекта Каждому веществу соответствует минимальная частота излучения (красная граница), ниже которой фотоэффект невозможен min , max Работа выхода. Энергию связи электрона в металле характеризуют работой выхода Работа выхода – минимальная работа, которую нужно совершить для удаления электрона из металла A=hmin min = A / h Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта (закон сохранения энергии) Вопросы: По какой причине открытые окна домов днем кажутся черными, хотя в комнате достаточно светло из-за отражения дневного света от стен? Приведите примеры абсолютно черных тел. Найдите энергию фотона с длиной волны 400 нм. Используя данные таблицы (см.слайд 12), найдите красную границу фотоэффекта для калия. Найдите задерживающую разность потенциалов для фотоэлектронов, вырываемых с поверхности натрия (Авых=2,28эВ) светом с длиной волны 400 нм. |