 |
Лекция 70. Фотоэффект и его применения. Давление света. Химическое действие света
|
|
|
|
Цель занятия: закрепить знания студентов о законах фотоэффекта при решении конкретных задач; ознакомить их с практическим применением явления фотоэффекта.
Тип занятия: занятие закрепления знаний.
ПЛАН ЗАНЯТИЯ
| Контроль знаний | 1. Гипотеза Планка. 2. Явление фотоэффекта. 3. Законы фотоэффекта |
| Демонстрации | Видео-фрагменты фильма «Строение и действие фотоэлементов» |
| Изучение нового материала | 1. Применение фотоэффекта. 2. Решение задач |
| Закрепление изученного материала | 1. Учимся решать задачи. 2. Контрольные вопросы |
ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА
1. Применение фотоэффекта
Явление фотоэффекта широко применяют в науке и технике: оно позволяет осуществить непосредственное преобразование энергии света в электрическую энергию. Приборы, в основе принципа действия которых лежит явление фотоэффекта, называют фотоэлементами. В фотоэлементах энергия света управляет энергией электрического тока или превращается в нее.
Фотоэлементы, использующие внешний фотоэффект, преобразуют в электрическую энергию лишь незначительную часть энергии излучения. Поэтому источники электроэнергии их не используют, зато широко применяют в различных схемах автоматики для управления электрическими цепями с помощью световых пучков.
С помощью фотоэлементов осуществляется воспроизведение звука, записанного на кинопленке, а так же передача движущихся изображений (телевидение).
В аэронавигации, в военном деле широко применяют фотоэлементы, чувствительные к инфракрасным лучам. Инфракрасные лучи невидимы, облака и туман для них прозрачны.
С явлением фотоэффекта связаны фотохимические процессы, протекающие под действием света в фотографических материалах.
|
|
|
Решение задач
1). Когда длину волны излучения, падающего на катод фотоэлемента, уменьшили от λ1 = 500 нм до λ2 = 400 нм максимальная скорость фотоэлектронов увеличилась в 2 раза. Определите красную границу фотоэффекта λmах для этого катода.
Решение
После изменения длины волны излучения максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов увеличилась в 4 раза. Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта
Исключая из этих уравнений Еk1, найдем 
Поскольку 
получаем 
Проверив единицы величин и подставив числовые значения, находим красную границу фотоэффекта: 545 нм.
2. На рисунке приведен график зависимости задерживающего напряжения от частоты электромагнитного излучения, которое действует на катод вакуумного фотоэлемента. Задерживающее напряжение соответствует точке А на графике?
(Ответ: 1,25 В.)
3. На рисунке показана вольт-амперная характеристика вакуумного фотоэлемента. На его катод действует свет, длина волны которого 450 нм. Найдите красную границу фотоэффекта для данного катода. (Ответ: 0,55 мкм)
4. Какой наименьшей напряжением полностью содержатся электроны, вырванные из вольфрамовой пластинки ультрафиолетовыми лучами, длина волны которых 0,1 мкм? Работа выхода для вольфрама 4,5 эв. (Ответ: 8.)
5. Работа выхода электронов из калия равна 2,25 эв. С какой скоростью вылетают электроны с калия, если его освещали монохроматическим светом, длина волны которого 365 нм?
(Ответ: 6,4·105 м/с.)
6. Определите постоянную Планка, если с увеличением частоты электромагнитного излучения в процессе фотоэффекта на 1,21·1011 кГц задерживающий потенциал увеличился на 0,5 В. (Ответ: 6,61·10-34 Дж·с)
Очень часто для измерения энергии заряженных частиц в атомной и ядерной физике применяют единицу, которая имеет название электрон-вольт:
Ø 7 электрон-вольт (1 эв) - это энергия, которую приобретает частица с зарядом, равен заряду электрона (q0 = 1,6·10-34 Кл) при прохождении разности потенциалов в 1 В.
|
|
|
Домашнее задание
1. Учебник.: § 26 (п. 3).
2. Сборник.:
Уровень2 № 15.16; 15.17; 15.21; 15.22.
Уровень3 № 15.36; 15.37.
Список использованной литературы
1. Физика. 11 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений: базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н. Сотский; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 19-е изд. — М.: Просвещение, 2010. — 366 с.: ил.
2. Марон А.Е., Марон Е.А. «Сборник задачорник качественных задач по физике 11 кл, М.: Просвещение,2006
3. Л.А. Кирик, Л.Э.Генденштейн, Ю.И.Дик. Методические материалы для преподавателя 10 класс,М.:Илекса, 2005.-304с:, 2005
4. Л.Э.Генденштейн, Ю.И.Дик. Физика 11 класс.-М.: Мнемозина,2010
|
|
|
