Практическая работа № 17 Кванты света
Цель работы: закрепить умение применять формулу красной границы фотоэффекта и уравнение Эйнштейна при решении задач.
Основные понятия и формулы
Стремясь преодолеть затруднения классической теории при объяснении излучения чёрного тела, М. Планк в 1900 г. Высказал гипотезу: атомы испускают электромагнитную энергию отдельными порциями – квантами.
Энергия Е каждой порции прямо пропорциональна частоте излучения:
E=hν
где h = 6,63·10-34Дж·с – постоянная Планка.
Фотон – материальная, электрически нейтральная частица – квант электромагнитного поля.
Энергия фотона E=hν.
Масса фотона .
Импульс фотона .
Фотоэффектом называется испускание электронов с поверхности металла под действием света.
Согласно закону сохранения энергии
eU = , где m – масса электрона, - максимальная скорость фотоэлектрона.
Законы фотоэффекта:
1. Число электронов, выбиваемых за 1 с из вещества, пропорционально интенсивности света.
2. Кинетическая энергия фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а зависит от его частоты.
3. Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, т.е. существует наименьшая частота, при которой ещё фотоэффект.
Уравнение Эйнштейна: энергия кванта тратится на работу выхода электрона из металла и сообщение электрону кинетической энергии.
hν=A+ ,
где A – работа выхода электронов из металла.
Работа выхода - это характеристика металла (табличная величина). Она показывает, какую работу должен совершить электрон, чтобы преодолеть поверхностную разность потенциалов и выйти за пределы металла.
Задание 1. Ответьте на вопросы.
1. Как излучается и поглощается свет атомами вещества?
2. Что называется фотоэффектом?
3. Что такое красная граница фотоэффекта?
4. Что называется работой выхода?
5. Что такое фотон?
6. Как определить энергию и импульс фотона?